JP6000333B2 - Nonwoven abrasive articles containing elastomer-bonded agglomerates of molded abrasive grains - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

[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。
[background]
Nonwoven abrasive articles generally have a nonwoven fibrous web (eg, a bulky and coarse fibrous web), abrasive particles, and a binding material (usually referred to as a “binder”), the binding material being non-woven. The fibers in the woven fiber web are bonded together and the abrasive particles are secured to the fiber web. Examples of non-woven abrasive articles include non-woven abrasive hand pads such as those sold under the trade name “SCOTCH-BRITE” from 3M Company (Saint Paul, Minnesota).

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。   Other examples of non-woven fabric abrasives include convolution grinding wheels and integrated grinding wheels. Nonwoven grinding wheels typically have abrasive particles distributed through layers of nonwoven fibrous webs that are bonded together by a binder that bonds the layers of nonwoven fibrous webs and also adheres the abrasive particles to the nonwoven fibrous web. Have. The monolithic grinding wheel has individual disks of nonwoven fibrous webs arranged in parallel in a manner that forms a cylinder with a hollow axis. Alternatively, the convolution grinding wheel has a non-woven fibrous web wound spirally around a core member and adhered to the core member.

[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。
[Overview]
Cutting of the nonwoven abrasive article and the resulting finish while using the nonwoven abrasive article on the workpiece are important performance attributes. In some applications, it is highly desirable to reduce the resulting surface roughness (finish) of the workpiece while maintaining or even increasing the cutting of the nonwoven abrasive article in use. Surprisingly, it has been found that the nonwoven abrasive articles according to the present invention show a significant improvement in surface finish when evaluated according to the disclosed test methods compared to the alternative nonwoven abrasive articles shown in the examples. It was done.

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。   Specifically, when forming agglomerates of formed ceramic abrasive particles, it has been found that the use of a flexible binder, such as a polyurethane binder, significantly improves the resulting surface finish of the workpiece. It was done. This discovery was indeed surprising because it was previously thought that the binder for forming the agglomerates did not make a significant contribution to the resulting finish of the nonwoven abrasive article. Until now, when using exactly the same abrasive particle size and amount in each grinding wheel, the resulting surface finish is due to the type of binder (urethane vs. phenolic resin) that binds the nonwoven layers in the grinding wheel. It was something to do. Furthermore, surprisingly, flexible bonded agglomerates of formed abrasive particles have been found to provide a more precise finish than nonwoven abrasive articles made using the exact same formed abrasive particles that are not agglomerated. It was. Previously, agglomerating formed abrasive particles only extended the useful life of the abrasive article, and the resulting finish was thought to be equal to non-aggregated abrasive particles of the same size.

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。   Accordingly, in one aspect, the present invention provides a nonwoven fibrous web, an agglomerate comprising formed ceramic abrasive particles that are bound by a first flexible binder, and a second that binds the agglomerate to the nonwoven fibrous web. A nonwoven fabric abrasive article comprising a binder.

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。   Reference signs used repeatedly in the specification and figures are intended to represent the same or similar features or elements of the present disclosure.

本発明の代表的な不織布研磨物品の斜視図。The perspective view of the typical nonwoven fabric abrasive article of this invention. 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。1 is a perspective schematic view of a representative convolution grinding wheel according to one embodiment of the present invention. FIG. 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。FIG. 3 is a perspective schematic view of a representative integrated grinding wheel according to another aspect of the present invention. 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。FIG. 3 is a photomicrograph of one embodiment of an abrasive agglomerate formed from formed abrasive particles. 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。5 is a photomicrograph of another embodiment of an abrasive agglomerate formed from formed abrasive particles. 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。FIG. 6 is a photomicrograph of another embodiment of an abrasive agglomerate formed from shaped abrasive particles.

[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。
[Definition]
As used herein, the variations of the words “comprising”, “having”, and “including” are legally equivalent and not constrained. Thus, in addition to the elements, functions, steps, or restrictions described, there may be additional elements, functions, steps, or restrictions that are not described.

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。   As used herein, the term “curing” refers to drying (ie, evaporation of the solvent), polymerizing (eg, providing sufficient chain extension of the curable polyurethane prepolymer), or cooling the molten material. Means to cure the substance.

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。   As used herein, the term "flexible binder" refers to a cured binder material that, unlike a phenolic resin binder that breaks, allows the cured binder material to bend sufficiently without breaking. Means having an elastic modulus. In various embodiments of the present invention, the modulus is less than 28,000 psi (193.05 MPa), or less than 25,000 psi or less than 23,000 psi (less than 172.37 MPa or 158.58 MPa when tested according to ASTM D882. Less). Examples of suitable flexible binders include polyurethane, polyurea, polyisoprene, polybutadiene, polychloroprene, butyl rubber, styrene butadiene copolymer, and nitrile rubber binders.

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。   As used herein, the term “formed ceramic abrasive particles” refers to abrasive particles having an at least partially replicated shape. A non-limiting process for producing shaped abrasive particles includes forming a precursor ceramic abrasive particle in a mold having a predetermined shape to produce the shaped ceramic abrasive particle, having a predetermined shape. Extruding the precursor ceramic abrasive particles through an orifice, printing the precursor ceramic abrasive particles through an opening in a printing screen having a predetermined shape, or embossing the precursor ceramic abrasive particles into a predetermined shape or pattern. Including. Non-limiting examples of formed ceramic abrasive particles include: US Reissue Patent Nos. 35,570; 5,201,916, and 5,984,998; National Patent Application Publication No. 2009/0169816. 2009/0165394, 2010/0151195, 2010/0151201, 2010/0146867; 2010/0151196, and 2010/0319269. , Molded ceramic abrasive particles such as triangular plates, or elongated ceramic rods / fibers often having a circular cross-section, such as those disclosed in US Pat. No. 5,372,620, manufactured by Saint-Gobain Abrasives. Can be mentioned.

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。   As used herein, the term “inorganic” means abrasive particles or a mixture of abrasive particles and filler.

[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。
[Detailed description]
Various representative abrasive articles according to the present invention, including bulky and coarse nonwoven abrasive articles (eg, webs and sheets), monolithic grinding wheels, and convolution grinding wheels, for example, on nonwoven fiber webs, It can be manufactured through a process that includes steps such as coating a curable composition, typically in slurry form. The curable composition comprises a curable polyurethane prepolymer, an effective amount of an amine curing agent, at least one cationic surfactant, an anionic surfactant, a fluorinated nonionic surfactant, or a non-silicone-based surfactant. Contains an ionic surfactant and a bipodal aminosilane. In the formation of convoluted or monolithic grinding wheels, nonwoven fibrous webs are typically compressed (ie densified) as compared to nonwoven fibrous webs used in bulky and coarse nonwoven fibrous articles. Has been.

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。
Nonwoven Fibrous Web Nonwoven fibrous webs suitable for use in the aforementioned abrasive articles are well known in the abrasive art. Typically, a nonwoven web comprises a web of entangled fibers. The fibers may include continuous fibers, short fibers, or combinations thereof. For example, the nonwoven fibrous web may comprise staple fibers having a length of at least about 20 millimeters (mm), at least about 30 mm, or at least about 40 mm, and less than about 110 mm, less than about 85 mm, or less than about 65 mm. Shorter fibers and longer fibers (eg, continuous fibers) may also be useful. The fibers may have a fineness or linear density of at least about 1.7 dtex (ie, g / 10000 m), at least about 6 dtex, or at least about 17 dtex, and less than about 560 dtex, less than about 280 dtex, or less than about 120 dtex. However, fibers having smaller and / or higher linear densities may be useful. Mixtures of fibers having different linear densities may also be useful, for example, to provide an abrasive article that provides a particularly favorable surface finish when in use. When using a spunbond nonwoven, the filaments can be substantially larger in diameter, for example, 2 mm or less in diameter or more.

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。   Nonwoven webs can be made, for example, by conventional airlaid, carded, stitchbonded, spunbonded, wet laid, and / or meltblown procedures. The airlaid nonwoven fibrous web can be prepared using equipment such as that available from Rando Machine Company (Macedon, New York) under the trade name “RANDO WEBBER”.

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。   The nonwoven fibrous web is typically selected to be suitable for adhesion between the binder and abrasive particles while being processable in combination with other components of the article, typically curable. It can withstand processing conditions (eg, temperature) such as those used during application and curing of the composition. The fibers can be selected to affect the properties of the abrasive article, such as, for example, flexibility, elasticity, durability or service life, abrasion, and finish characteristics. Examples of fibers that may be suitable include natural fibers, synthetic fibers, and mixtures of natural and / or synthetic fibers. Examples of synthetic fibers include polyester (eg, polyethylene terephthalate), nylon (eg, hexamethylene adipamide, polycaprolactam), polypropylene, acrylonitrile (ie, acrylic), rayon, cellulose acetate, polyvinylidene chloride-vinyl chloride copolymer And those made from vinyl chloride-acrylonitrile copolymers. Examples of suitable natural fibers include cotton, wool, jute, and linen. The fibers may be virgin material or, for example, recovered material or waste material regenerated from cutting, carpet manufacturing, fiber manufacturing, or fiber processing. The fibers can be homogeneous or can be composites such as bicomponent fibers (eg, co-spun core-sheath fibers). The fibers may be stretched and crimped, but may also be continuous filaments such as those formed by an extrusion process. A combination of fibers may be used.

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。   Prior to impregnation with the curable composition, the nonwoven fibrous web is typically at least about 50 grams per square meter (as measured prior to any coating (eg, with the curable composition or any prebond resin)). gsm), at least about 100 gsm, or at least about 200 gsm, and / or less than about 400 gsm, less than about 350 gsm, or less than about 300 gsm, but with a larger basis weight and smaller basis weight You may use the thing of quantity. Further, prior to impregnation with the curable composition, the fibrous web is typically at least about 5 mm, at least about 6 mm, or at least about 10 mm, and / or less than about 200 mm, less than about 75 mm, or less than about 30 mm. Although having a thickness, thicker and thinner ones may also be useful.

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。   Further details regarding non-woven abrasive articles, grinding wheels and methods of making them can be found, for example, in US Pat. Nos. 2,958,593 (Hoover et al.), 5,591,239 (Larson et al.), No. 6,017,831 (Beardsley et al.) And US Patent Application Publication No. 2006/0041065 A 1 (Barber, Jr.).

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。   Often it is useful to apply a prebond resin to the nonwoven fibrous web prior to coating with the curable composition. The prebond resin, for example, helps to maintain the integrity of the nonwoven web during handling and can also promote adhesion of the urethane binder to the nonwoven web. Examples of the prebond resin include phenol resin, urethane resin, glue, acrylic resin, urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, epoxy resin, and combinations thereof. The amount of the prebond resin used in this method is typically adjusted to a minimum amount suitable for bonding fibers at a cross-linking contact. If the nonwoven web includes thermally adhesive fibers, thermal bonding of the nonwoven web can also help maintain the integrity of the web being processed.

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。
Abrasive Particles Abrasive particles useful for incorporation into the agglomerates of the present invention are formed ceramic abrasive particles, particularly shaped ceramic abrasive particles. Molded ceramic abrasive particles were prepared according to the disclosure of co-pending US Patent Publication No. 2010/0151196. The molded ceramic abrasive particles are made of, for example, alumina sol gel from a mold hole of an equilateral triangle shaped polypropylene mold having a side length of 0.054 inch (1.37 mm) and a mold depth of 0.012 inch (0.3 mm). Prepared by molding. After drying and firing, the resulting shaped ceramic abrasive particles comprised a triangular plate, which was about 570 micrometers (longest dimension) and passed through a 30 mesh screen.

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。   The articles of the present invention may also contain conventional (eg, crushed) abrasive particles in addition to the shaped ceramic abrasive particles. Examples of conventional abrasive particles useful for blending with shaped ceramic abrasive particles include any abrasive particles known in the abrasive art. Typical useful abrasive particles include aluminum oxide, ceramic aluminum oxide (which may include one or more metal oxide modifiers and / or seeds or nucleating agents), and heat treated aluminum oxide. Fused aluminum oxide materials, silicon carbide, co-fused alumina-zirconia, diamond, ceria, titanium diboride, cubic boron nitride, boron carbide, garnet, flint, emery, sol-gel derived abrasive particles, and these A mixture is mentioned. The abrasive particles may be in the form of, for example, individual particles, agglomerates, composite particles, and mixtures thereof.

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。   Conventional abrasive particles have an average diameter of, for example, at least about 0.1 micrometer, at least about 1 micrometer, or at least about 10 micrometers, and less than about 2000, less than about 1300 micrometers, or less than about 1000 micrometers. Although larger, smaller and smaller abrasive particles may be used. For example, conventional abrasive particles may have a nominal grade specified by the abrasive industry. Such grade classification standards recognized in the abrasive industry include those known as American Standards Association (ANSI) standards, European Abrasive Manufacturing Association (FEPA) standards, and Japanese Industrial Standards (JIS) standards. It is done. Typical ANSI grade designations (ie, designated as nominal grades) include 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, and ANSI 600. Typical FEPA grades include P8, P12, P16, P24, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220, P320, P400, P500, 600, P800, P1000, and P1200 is mentioned. As representative JIS grades, HS8, JIS12, JIS16, JIS24, JIS36, JIS46, JIS54, JIS60, JIS80, JIS100, JIS150, JIS180, JIS220, JIS240, JIS280, JIS320, JIS360, JIS400, JIS600, JIS800 JIS1000, JIS1500, JIS2500, JIS4000, JIS6000, JIS8000, and JIS10000.

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。
Abrasive particle agglomerates The agglomerates of the present invention comprise a first flexible binder. Examples of suitable flexible binders include those of polyurethane, polyurea, polyisoprene, polybutadiene, polychloroprene, butyl rubber, styrene butadiene copolymer, and nitrile rubber.

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。   A typical flexible binder for the formation of agglomerates comprising formed ceramic abrasive particles is a polyurethane binder. Examples of useful urethane prepolymers include polyisocyanates and their blocked forms. Typically, blocked polyisocyanates are synthesized under ambient conditions (eg, at a temperature in the range of about 20 ° C. to about 25 ° C.) with isocyanate reactive compounds (eg, amines, alcohols, thiols, etc.). ), But upon application of sufficient thermal energy, the blocking agent is released, thereby reacting with the amine curing agent to produce an isocyanate functional group that forms a covalent bond.

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。   Useful polyisocyanates include, for example, aliphatic polyisocyanates (eg, hexamethylene diisocyanate or trimethylhexamethylene diisocyanate), alicyclic polyisocyanates (eg, hydrogenated xylene diisocyanate or isophorone diisocyanate), and aromatic polyisocyanates. (Eg, tolylene diisocyanate or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate), polyhydric alcohol adducts of any of the aforementioned polyisocyanates (eg, diols, polyester resins containing low molecular weight hydroxy groups, water, etc.), as described above. And adducts of polyisocyanates (for example, isocyanates and biurets) and mixtures thereof.

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。   Useful commercially available polyisocyanates include, for example, those available under the trade name “ADIPRENE” from Chemtura Corporation (Middlebury, Connecticut) (for example, “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 5050", "ADIPRENE LFP 50" ADIPRENE LW 520 "and" ADIPREN PP 1095 ") Polyisocyanates (for example, “MONDUR 1437”, “MONDUR MP-095”, or “MONDUR 448”) available from Bayer Corporation (Pittsburgh, Pennsylvania) under the trade name “MONDUR”, and Air Products Cul. Polyisocyanates available from Pennsylvania under the trade designations “AIRTHANE” and “VERSATHANE” (for example, “AIRTHANE APC-504”, “AIRTHANE PST-95A”, “AIRTHANE PST-85A”, “AIRTHANE PET-91A”, "AIRTHANE PET-75D", "VERSATHANE ST E-95A "," VERSATHANE STE-P95 "," VERSATHANE STS-55 "," VERSATHANE SME-90A ", and" VERSATHANE MS-90A ").

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。   To extend pot life, polyisocyanates such as those described above can be blocked with blocking agents according to various techniques known in the art. Typical blocking agents include ketoximes (eg 2-butanone oxime), lactams (eg ε-caprolactam), malonic esters (eg dimethyl malonate and diethyl malonate), pyrazoles (eg 3 , 5-dimethylpyrazole), tertiary alcohols (eg, t-butanol or 2,2-dimethylpentanol), phenolic resins (eg, alkylated phenolic resins), and alcohols including mixtures of the alcohols described. Can be mentioned.

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。   Representative useful commercially available blocked polyisocyanates include the blocked polyisocyanates sold under the trade names “ADIPREN BL 11”, “ADIPREN BL 16”, “ADIPREN BL 31” by Chemtura Corporation. , And Baxen Chemicals, Ltd (Accrington, England) under the trade name "TRIXENE" (eg "TRIXENE BL 7641", "TRIXENE BL 7642", "TRIXENE BL 7772", and "TRIXENE BL 7774"). Polyisocyanates prepared.

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。   Typically, the amount of urethane prepolymer present in the curable composition is 10-40% by weight, more typically 15-30% by weight, and even more typically, based on the total weight of the curable composition. Specifically, it is 20 to 25% by weight, but an amount outside these ranges may be used.

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。   Suitable amine curing agents include aromatic, alkyl-aromatic, or alkyl multifunctional amines, preferably primary amines. Examples of useful amine curing agents include 4,4′-methylenedianiline, trade name “CURITHANE 103” commercially available from Dow Chemical Company and “MDA-85 commercially available from Bayer Corporation (Pittsburgh, Pennsylvania). A polymeric methylenedianiline having 1,2 to 4.0 functional groups, including those known as, 1,5-diamine-2-methylpentane, tris (2-aminoethyl) amine, 3- Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (ie, isophoronediamine), trimethylene glycol di-p-aminobenzoate, bis (o-aminophenylthio) ethane, 4,4′-methylenebis (dimethylanthranilate) ) (4-amino-3-ethylphenyl) methane (for example, as sold under the trade name “KAYAHARD AA” by Nippon Kayaku Co., Ltd., Tokyo, Japan) and bis (4-amino-3,5 -Diethylphenyl) methane (such as that sold by Lonza, Ltd. (Basel, Switzerland) as "LONZACURE M-DEA"). If desired, the polyol (s) can be added to the curable composition to alter (eg, delay) the cure rate, for example, depending on the needs of the intended application.

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。   The amine curing agent should be present in an amount effective to cure the polyisocyanate blocked to the extent required for the intended application (ie, an effective amount), for example, the amine curing agent is a curing agent. And the isocyanate (or blocked isocyanate) stoichiometric ratio is in the range of 0.8 to 1.35, such as 0.85 to 1.20, or 0.90 to 0.95. However, stoichiometric ratios outside these ranges can also be used.

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。   Typically, the curable composition includes at least one organic solvent (eg, isopropyl alcohol or methyl ethyl ketone) to facilitate coating of the curable composition on the nonwoven fibrous web, although this is not required. Absent. If desired, the curable composition may be mixed with one or more additives and / or the curable composition may contain one or more additives. Typical additives include fillers, plasticizers, surfactants, lubricants, colorants (eg, pigments), bactericides, fungicides, grinding aids, and antistatic agents. Typically, a curable composition in an amount of 1120-2080 gsm, more typically 1280-1920 gsm, and even more typically 1440-1760 gsm (including any solvent that may be present) on the nonwoven fibrous web. ) Are coated, but values outside these ranges can also be used.

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。   Filler materials other than conventional abrasive particles can be blended with the shaped ceramic abrasive particles in the agglomerates of the present invention. Examples of fillers useful in the present invention include metal carbonates (eg, calcium carbonate, calcium magnesium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate, etc.), silica (eg, quartz, glass beads, glass spheres, glass fibers, etc.) Silicates (eg talc, clay, montmorillonite, feldspar, mica, calcium silicate, calcium metasilicate, sodium aluminosilicate, sodium silicate, etc.), metal sulfates (eg calcium sulfate, barium sulfate, sodium sulfate, sodium sulfate) Aluminum, aluminum sulfate, etc.), gypsum, vermiculite, sugar, wood powder, trihydrated alumina, carbon black, metal oxides (eg, calcium oxide, aluminum oxide, tin oxide, titanium dioxide, etc.), metal sulfites (eg, sulfurous acid) Calcium etc.) Thermoplastic particles (eg, polycarbonate, polyetherimide, polyester, polyethylene, poly (vinyl chloride), polysulfone, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer, polypropylene, acetal polymer, polyurethane, nylon particles, etc.), and thermosetting Particles (for example, phenol resin bubbles, phenol resin beads, polyurethane foam particles, etc.) can be mentioned. The filler may be a salt such as a halide salt. Examples of halide salts include sodium chloride, potassium cryolite, sodium cryolite, ammonium cryolite, potassium tetrafluoroborate, sodium tetrafluoroborate, silicon fluoride, potassium chloride, and magnesium chloride. Examples of metal fillers include tin, lead, bismuth, cobalt, antimony, cadmium, iron, and titanium. Other miscellaneous fillers include sulfur, organic sulfur compounds, graphite, lithium stearate, and metal sulfides.

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。   For best results, the size of the agglomerates should be 0.8 mm to 5 mm, or 1.4 mm to 4 mm, or 1.8 to 3 mm maximum diameter (if approximately spherical) or maximum side length (approximately cylindrical) Shape, oval, or other geometric shape), and can be spherical, oval, cylindrical, pyramidal, conical, or any polyhedral Platonic solid (tetrahedron, octahedron, etc.) May be. In order to obtain the best results, the ratio of the shaped abrasive particle size (measured side length of the shaped abrasive particle) divided by the aggregate size (measured the maximum diameter or maximum side length of the aggregate) 0.5 (about 300-2 shaped abrasive particles across the agglomerate), or 0.01-0.33 (about 100-3 shaped abrasive particles across the agglomerate), or 0.05-0.25 ( About 20-4 shaped abrasive particles across the agglomerate). For best results, when filler particles (conventional crushed abrasive particles or diluents) are used, the filler particles have an average particle size that is smaller than the size of the formed ceramic abrasive particles, or the filler particle size (maximum diameter) ) Divided by the shaped abrasive particle size (measuring the maximum diameter or maximum side length of the agglomerates) is 0.001-1.0, or 0.003-0.5, or 0.01-0. 1. An exemplary agglomerate of the present invention comprises a first flexible binder of 30 weight percent (wt%) or less, a first flexible binder of 20 wt% or less, a first flexible binder of 15 wt% or less. Or even 10% by weight or less of the first flexible binder. A typical inventive agglomerate comprises at least 50% by weight formed ceramic abrasive particles. For best results, the formed ceramic abrasive particle content is 50 wt% to 98 wt%, 75 wt% to 96 wt%, or 80 wt% to 94 wt%, and the resin content is 2 wt% % To 20 wt%, 4 wt% to 10 wt%, or 5 wt% to 8 wt%, and the filler particle content is 0 wt% to 40 wt%, 10 wt% to 35 wt%, or 15 wt% % To 30% by weight. It will be appreciated that the above ranges for various properties can be combined or selected in any way to identify the nature of the agglomerates.

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。
Nonwoven Abrasive Web A nonwoven abrasive web is made by adhering the agglomerates of the present invention to a nonwoven fibrous web with a curable second binder. Typically, the coating weight of the abrasive agglomerates (independent of the other components in the curable composition) is, for example, the specific second binder used, the process of applying the abrasive agglomerates, and the polishing It may depend on the size of the agglomerates. For example, the coating weight of the abrasive agglomerate on the nonwoven web (before any compression) is at least 200 g / square meter (g / m), at least 600 g / m, or at least 800 g / m, and / or less than 2000 g / m, It may be less than about 1600 g / m, or less than about 1200 g / m, although heavier or lighter coating weights can also be used.

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。   Second binders useful for adhering the agglomerates to the nonwoven fibrous web are known in the art and are selected according to the requirements of the final product. Typical binders include polyurethanes, phenolic resins, acrylates, and those containing blends of phenolic resins and acrylates. Polyurethane binder materials and their precursors useful for adhering the agglomerates to the nonwoven fibrous web are described herein above.

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。   Phenolic materials are useful binder precursors because of their thermal properties, availability, cost, and ease of handling. The resole phenolic resin has a molar ratio of formaldehyde to phenol of 1 or more, typically 1.5: 1.0 to 3.0: 1.0. The novolac phenolic resin has a molar ratio of formaldehyde to phenol of less than 1.0: 1.0. Examples of commercially available phenolic resins include Occidental Chemicals Corp. DUREZ and VARCUM manufactured by Monsanto, Resinox manufactured by Monsanto, Ashland Chemical Co. Manufactured by AROFENE, Ashland Chemical Co. What is known by the product name of AROTAP made by the company is mentioned.

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。   An emulsion of crosslinked acrylic resin particles can also find utility in the present invention.

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。   Some binder precursors include a phenolic resin mixed with latex. Examples of such latexes include materials including acrylonitrile butadiene, acrylic, butadiene, butadiene-styrene, and combinations thereof. These latices are commercially available from a wide variety of sources, such as those available from Rohm and Haas Company under the trade names RHOPLEX and ACRYLSOL, and Air Products & Chemicals Inc. under the trade names FLEXCRYL and VALTAC. Commercially available under the trade names of SYNTHEMUL, TYCRYL, and TYLAC. Commercially available from B. under the trade names HYCAR and GOODRITE. F. A product commercially available from Goodrich, under the trade name CHEMIGUM, Goodyear Tire and Rubber Co. That are commercially available from ICI under the trade name NEOCRYL, those that are commercially available from BASF under the trade name BUTAFON, and those that are commercially available from Union Carbide under the trade name RES. It is done.

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。
Nonwoven Abrasive Article The nonwoven abrasive article of the present invention may be in any of a variety of conventional forms. FIG. 1 includes a nonwoven fibrous web, an agglomerate comprising formed ceramic abrasive particles bonded by a first flexible binder, and a second binder that bonds the agglomerate to the nonwoven fibrous web. A nonwoven abrasive article 100 is shown. 4-6 show an abrasive agglomerate comprising shaped ceramic abrasive particles and a first flexible binder. As can be seen, the shaped ceramic abrasive particles comprise a triangular plate.

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。   A preferred nonwoven abrasive article is in the form of a grinding wheel. Non-woven grinding wheels are typically very small (eg, a cylinder height of a few millimeters) or very large (eg, 1 meter or more), and very small ( For example, in the form of a disc or right cylinder having a diameter that may be several centimeters) or very large (eg several tens of centimeters). The grinding wheel typically has a central opening for support by a suitable shaft or other mechanical holding means to allow the grinding wheel to rotate during use. Grinding wheel dimensions, configurations, support means, and rotation means are all well known in the art.

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。   A spiral grinding wheel tensions a nonwoven fibrous web impregnated with a curable composition around a core member (eg, a tubular or rod-shaped core member) so that the impregnated nonwoven layer is in a compressed state. In order to provide a polyurethane binder that wraps under and then bonds the abrasive agglomerates to the layered nonwoven fibrous web and bonds the layers of the layered nonwoven fibrous web together, It can be provided by curing. A representative convolution grinding wheel 200 is shown in FIG. 2, in which a lamellar coated with a binder that bonds the abrasive agglomerates to the layered nonwoven fibrous web and bonds the layers of the layered nonwoven fibrous web together. The non-woven fibrous web 210 is arranged in a spiral around the core member 230 and is adhered to the core member 230. If desired, the convolution grinding wheel may be reworked before use to remove surface irregularities using, for example, methods known in the abrasive field.

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。   A representative monolithic grinding wheel is shown in FIG. 3, which, for example, stratifies the impregnated nonwoven fibrous web 310 (eg, as a layered continuous web or sheet stack), Provided by stamping the resulting abrasive article to compress the nonwoven fiber layer, cure the curable composition (eg, using heat), and provide an integral grinding wheel having a hollow axle 320 can do. When compressing a layer of impregnated nonwoven fibrous web, the layer is typically compressed to form a bun having a density of 1 to 20 times the density of the uncompressed layer. The bun is then typically thermoformed (eg, 2-20 hours) at an elevated temperature (eg, 135 ° C.), depending on the urethane prepolymer and the size of the bun.

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。   The objects and advantages of this disclosure are further illustrated by the following non-limiting examples. The particular materials and amounts recited in these examples, as well as other conditions and details, should not be construed to unduly limit the present disclosure. Unless otherwise noted, all parts, percentages, and ratios in the examples and the rest of the specification are by weight.

実施例全体を通して以下の略記を用いる。

Figure 0006000333
The following abbreviations are used throughout the examples.
Figure 0006000333

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。
Preparation of agglomerate binders Solutions containing agglomerated binders for the examples were prepared by mixing the components described below.

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。   Binder AR1 was 72.3% BL16, 26.8% K-450S, and 0.9% D-1122.

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。   Binder AR2 was 63.9% phenolic resin, 27.7% tap water, 7.8% SR511, and 0.6% D-1122.

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。   Binder AR3 was a free radical curable resin selected from 87% acrylic 1 to acrylic 7 and 13% initiator S.

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。   Binder AR4 was 61.4% BL16, 22.7% K4-450S, 15.3% PMA, and 0.6% D-1122.

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。
Agglomerate Formation The agglomerate precursor composition comprised inorganic material (abrasive particles with optional fillers) and a binder that were manually mixed using a spatula. The agglomerates formed using AR1, AR2, and AR4 were 94 wt% inorganic based on solids. The agglomerates formed using AR3 were 90 wt% inorganic based on solids.

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。
Method 1
Using a stainless steel putty knife, the agglomerate precursor composition was pushed into the mold cavity of a 15 cm × 86 cm sheet of a finely replicated polypropylene mold. The total thickness of the mold is 2.2mm, with 4.0mm square and 1.6mm deep micro-replicated mold cavities separated by a 1.5mm thick wall. did. The mold was made from the corresponding master roll generally following the procedure of US Pat. No. 6,076,248 (Hoopman et al.).

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。   In order to cure the agglomerates, the filled polypropylene mold sheets were heated in a forced air oven. The urethane agglomerates were cured at 260 ° F. (127 ° C.) for 20 minutes. The phenolic resin agglomerates were cured at 200 ° F. (91 ° C.) for 90 minutes and then at 215 ° F. (102 ° C.) for 16 hours. Agglomerates containing free radical curable resin were cured at 280 ° F. (138 ° C.) for 30 minutes. The cured agglomerate was removed from the mold by ultrasonic energy. More specifically, the back side of the mold was pulled under tension against the front edge of an ultrasonic horn tapering towards a single end. The horn vibrated with an amplitude of about 130 micrometers at a frequency of 19,100 Hz. The horn contained 6-4 titanium and was driven by a 900 watt 184V Branson output source coupled to a 2: 1 Booster 802 piezoelectric transducer. An example of the resulting abrasive agglomerate is shown in FIG.

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。
Method 2
3000 grams of abrasive particles were thoroughly mixed with 250 grams of AR1 to prepare a friable and sticky agglomerate precursor composition. This agglomerate precursor composition was processed into abrasive agglomerate particles using a crusher obtained under the trade name “QUADRO COMIL” (“Model No. 197”, Quadro Engineering Incorporated, Waterloo, Ontario, Canada). Details of the operation of the crusher can be found in PCT International Publication No. WO 02/32832 A1 granted to Culler et al. This premix was extruded through a 75 mil (1.9 mm) circular opening in a conical screen using an impeller driven at 50-3500 rpm. When the critical length is reached, the agglomerate precursor particles formed in the form of filaments are separated by gravity and fall toward the aluminum collection tray. After the precursor particle monolayer or bilayer was collected in a dish, it was placed in an oven set at 320 ° F. (160 ° C.) for 15 minutes to cure the binder resin. After cooling to room temperature, the abrasive agglomerated particles are passed once through a crusher ("QUADRO COMILL") equipped with a 95 mil (2.4 mm) round perforated conical screen. Reduced the size of The reduced size particles were screened with a 14 mesh (1400 micrometer) screen. Using these particles remaining on the screen, an integrated grinding wheel was produced. An example of an abrasive agglomerate is shown in FIG.

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。
Method 3
A few drops of AR4 were applied to an inorganic bed having a thickness of 1-2 cm to form abrasive grains or agglomerates of abrasive grains and filler. The droplets were created by feeding the solution into a non-pointed 22 gauge hypodermic needle supported in a vertical position approximately 7 cm above the inorganic layer. The resin droplets infiltrated into the inorganic layer within 10 seconds after application and wetted an amount of material depending on the surface area of the inorganic or inorganic / filler blend. The agglomerates were cured at 302 ° F. (150 ° C.) for 30 minutes and then screened with non-agglomerated minerals, which were returned to the agglomerate formation process and recycled. Alternatively, AR2 is dripped onto the inorganic or inorganic / filler layer in a similar manner and cured at 200 ° F. (91 ° C.) for 90 minutes, followed by 215 ° F. (102 ° C.) for 16 hours. Cured. The individual agglomerates weighed 0.033 and 0.076 grams and contained 12-4% resin by weight. An example of the resulting abrasive agglomerate is shown in FIG.

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。
Preparation of an Integrated Grinding Wheel A nonwoven web was molded on an airlaid fiber web molding machine available from Rando Machine Corporation (Macedon, New York) under the trade name "RANDO-WEBBER". Fiber webs are available from 70 denier nylon crimp set fibers (EI du Pont de Nemours & Company (Wilmington, Delaware) with staple lengths of 1 inch and 1/2 inch (25.4 mm and 12.7 mm). Possible). The web weighed about 105 g / square meter (gsm) and the thickness was about 0.4 inches (10 mm). The web was conveyed to a horizontal two roll applicator where the prebond resin was applied at a wet add-on weight of 89 gsm. The prebond resin had the following composition (all percentages based on component weight): 54.1% BL16, 19.9% K450S, 26% PMA. Prebonded resin is cured to a non-tacky condition by passing the coated web through a convection oven for 4.5 minutes at 330 ° F. (166 ° C.) and is a pre-adhered nonwoven having a thickness of about 6 mm and a basis weight of 168 gsm. A fiber web was obtained.

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。   An integral grinding wheel was prepared from a pre-bonded nonwoven web as follows. A 9 inch (23 cm) square section was cut from a prebonded nonwoven fibrous web and saturated with one of two types of grinding wheel adhesives. Grinding wheel adhesive 1 (WA1) is 44% BL16, 16.4% K-450S, 15.8% PMA, 7% MP-22VF, 6% phenoxy, 9.9% kaolin. , And 0.4% D-1122. Grinding wheel adhesive 2 (WA2) was 60.8% phenolic resin, 31.2% water 7.4% SR511, and 0.6% D-1122. The saturated, prebonded web is then passed through the nip of a roll applicator having a 4 inch (10 cm) diameter rubber roll of 85 Shore A durometer hardness and 0.49 ± 0.035 ounces (14 ± 1 g (14 ± 1 g (14)) 14.5 ± 1.03 mL)) or 0.60 ± 0.035 oz (17 ± 1 g (17.7 ± 1.03 mL)) for WA2 Excess resin was removed until the desired resin add-on weight was obtained. Typically, to reach the target weight, it is necessary to pass the nip multiple times at 11 fpm (3.35 mpm (0.06 m / s)) under a pressure of 10-21 psi (69-145 kPa). there were. For each grinding wheel, seven pieces of prebonded web were coated by the above method. The pre-bonded web coated sections were placed in a forced air oven set at 260 ° F. (127 ° C.) for 1 minute to remove most of the solvent. To form a single, non-woven abrasive monolithic slab, 6 pre-bonded sections were each covered with 42 grams of randomly, uniformly distributed minerals or mineral agglomerates. The six coated sections were then stacked and covered with a prebonded seventh section. Next, a release liner was applied to the top and bottom surfaces of the stack before entering the hydraulic heated platen press. A pressure of 5,000 psi (34.5 MPa) was applied to the platen. The uniform thickness of the integrated slab was maintained by placing a 0.25 inch (0.635 cm) thick metal spacer at each corner of the platen. The stack containing WA1 (urethane) was left in a press set at 260 ° F. (127 ° C.) for 30 minutes. The stack containing WA2 (phenolic resin) was left in the press set at 200 ° F. (93 ° C.) for 5 hours. When the press was opened, the web pieces were fused into a single integrated slab. The slab was then placed in a forced air oven set at 260 ° F. (127 ° C.) for 2 hours (WA1) or 215 ° F. (102 ° C.) for 6 hours (WA2). After removal from the oven, the slab was allowed to cool to room temperature, and Deutsche Vereinigte Schuhmaschinen GmbH & Co. Using an SAMCO SB-25 swing beam press manufactured by (Frankfurt, Germany), a 8.0 inch (20 cm) diameter integrated grinding wheel with a 1.25 inch (3.2 cm) center hole is slabbed. Punched from.

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。
Integrated Grinding Wheel Performance Test A pre-weighed 0.25 inch (6.4 mm) monolithic grinding wheel to be tested has a surface speed at the edge of the grinding wheel of about 3500 feet (1065 meters) per minute. It was mounted in a vertical orientation on the axis of a mechanically driven transmission lathe that was adjusted to be. Edge of a 2 inch x 11 inch (5.08 cm x 27.9 cm) cold rolled carbon steel or T304 stainless steel panel with a thickness of 0.0625 inch (1.59 mm) held horizontally at the height of the shaft Was pushed into the rotating edge of the grinding wheel for 20 seconds with a force of about 5 pounds (22.2 Newtons). The amount of material removed from the panel during the test procedure was referred to as “cut” and was defined as the difference in the weight of the panel before and after the test procedure. The amount of material removed from the grinding wheel during the test procedure was called “wear” and was defined as the difference in weight of the grinding wheel before and after the test procedure.

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。
Finishing test of the integrated grinding wheel Place a 6.4 mm thick grinding wheel on the back stand and adjust the speed so that the surface speed is about 3500 feet (1065 meters) per minute. Produced. A 0.0625 inch (1.59 mm) thick 2 inch x 11 inch (5.08 cm x 27.94 cm) cold-rolled carbon steel or T304 stainless steel panel face with a pressure of about 5 pounds (22.2 Newtons). Polishing while adding. The panel is passed 8 times over the grinding wheel, advanced about 0.25 inches (6.4 mm) between each pass, and moved about 2 inches (5.04 cm) per second to produce a length of 4 inches ( A panel of 10.2 cm) was finished. The finish was measured using a Perometer PRK surface meter (Feinprof GmbH; Gottingen, Germany). Ten measurements were taken on each surface. High and low values were ignored and the remaining 8 data points were averaged.

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。
Measurement of resin modulus Modulus measurement by placing 16 grams of AR1 on a circular stainless steel mold with a diameter of 5.5 inches (14 cm) and a side wall height of 0.12 inches (3 mm). Films for use were prepared. To eliminate most of the solvent, the sample was placed in a forced air oven set at 180 ° F. (82 ° C.) for 1 hour. The oven was then set to 260 ° F. (127 ° C.) for 2 hours to complete the cure. The resulting film, about 0.027 inch (0.69 mm) thick, was removed from the steel formwork. A 1 inch x 4 inch (2.54 cm x 10.2 cm) sample was cut from the film and equipped with an MTS Model QTest equipped with an Advantage ™ 2000 N capacity pneumatic sample grip available from MTS Systems Corporation (Eden Prairie, Minnesota). Measurements were made according to ASTM D882-10 “Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting” using an Elite 100 tensile tester.

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。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples A to L
A urethane bonded integral grinding wheel was made using the components listed in Table 1 according to the procedure described above in the section on agglomerate formation and integral grinding wheel preparation. This integrated grinding wheel was tested according to the integrated grinding wheel performance test and the finishing test of the integrated grinding wheel. The results are shown in Table 2. For Comparative Examples GL, the cutting and wear data were not collected because the abrasive particle size was small and the amount of cutting was very small. Comparative Examples G-L are presented to show the comparison of the finishes obtained.

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。   The result is that in a non-woven grinding wheel that is flexible (bonded with urethane), the molded ceramic abrasive grains are aggregated with a flexible binder (urethane) and are not aggregated and have the same shape. It shows that it produces a more precise finish compared to. Furthermore, standard crushed particles of similar particle size result in a rougher finish when agglomerated with the same urethane binder, whether ceramic or aluminum oxide. All abrasive particles tested gave a rougher finish when aggregated with a rigid binder (phenolic resin) compared to their non-agglomerated controls. Finally, the agglomerated shaped ceramic abrasive particles provided further performance improvements (cutting and wear) required for the aggregate abrasive particles in addition to a more precise finish.

Figure 0006000333
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n.d.=測定せず
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1 n. d. = Not measured

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。
Examples 4 to 6 and Comparative Examples M to R
A phenolic resin-bonded integrated grinding wheel was made using the components listed in Table 3 according to the procedure described above in the section on agglomeration and integrated grinding wheel preparation. This integrated grinding wheel was tested according to the integrated grinding wheel performance test and the finishing test of the integrated grinding wheel. The results are shown in Table 4.

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。   The results show that the trend of the finished data (for non-agglomerated / urethane agglomerates / phenolic resin agglomerates) also applies to non-flexible grinding wheels bonded with a second binder of phenolic resin. Urethane agglomerates provide a finer finish than controls, and phenolic resin agglomerates provide a rougher finish.

Figure 0006000333
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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。
Examples 7a, 7b and 7c and Comparative Examples S to Y
The AR1 modulus was measured according to the procedure in the section on measuring resin modulus. Grinding wheels with urethane bonds, containing agglomerates bound by various free radical curable resins, according to the procedure described above in the section on agglomeration and monolithic grinding wheel construction according to Table 5 Prepared using components. The integrated grinding wheel was tested according to the finishing test of the integrated grinding wheel. The results are shown in Table 6.

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。   The results show that a transition occurs when the elastic modulus value falls below 30,000 psi (206.84 MPa) as measured by ASTM D882 for the purpose of defining the agglomerated binder resin as “flexible” or “rigid”. Shows that the data demonstrates.

Figure 0006000333
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樹脂供給元によって提供された値、ASTM D882を用いて決定。
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1 Value provided by resin supplier, determined using ASTM D882.

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。
Examples 8 and 9, and Examples Z and AA
Examples 8 and 9 and Examples Z and AA were made to demonstrate the effect of the filler on the finish produced by the correctly shaped particle agglomerates. An integral grinding wheel bonded with urethane was made using the components listed in Table 7 according to the procedure described above in the section on the formation of agglomerates and the fabrication of the integral grinding wheel. This integrated grinding wheel was tested according to the integrated grinding wheel performance test and the finishing test of the integrated grinding wheel. Table 8 shows the results.

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。   The results show that a more precise finish can be obtained by adding fillers (particles other than the formed ceramic abrasive particles) to the flexible binder agglomerates of the formed ceramic abrasive particles.

Figure 0006000333
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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。
Examples 10 and 11
Examples 10 and 11 were made to demonstrate that unexpected and improved finishing results are independent of the agglomerate formation method. An integral grinding wheel bonded with urethane was made using the variables listed in Table 9 according to the procedure described above in the section on the formation of agglomerates and the fabrication of the integral grinding wheel. This integrated grinding wheel was tested according to the integrated grinding wheel performance test and the finishing test of the integrated grinding wheel. The results are shown in Table 10.

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。   The results show that the surprising finish improvement brought about by agglomerating shaped ceramic abrasive particles with a flexible resin is independent of the agglomerate shape. Examples 1 to 7 and Comparative Examples A to Y were formed into squares. Examples 10 and 11 were irregularly shaped.

Figure 0006000333
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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。   Those skilled in the art may make other modifications and changes to the present disclosure without departing from the spirit and scope of the present disclosure more specifically set forth in the appended claims. It should be understood that aspects of the various embodiments may be interchanged or combined in part or in whole with other aspects of the various embodiments. References, patents, or patent applications cited in the above-mentioned applications are hereby incorporated by reference in their entirety in a consistent manner. In the event of a partial discrepancy or inconsistency between these incorporated references and this specification, the information in the preceding description will prevail. The previous description provided to enable one skilled in the art to practice the disclosure of the claims shall be construed as limiting the scope of the disclosure as defined by the claims and all equivalents thereto. Should not.

Claims (4)

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繊維ウェブに結合する第2のバインダーと、を含
前記形成セラミック研磨粒子のサイズを前記凝集塊のサイズで除した比が、0.0033〜0.5である、不織布研磨物品。
A non-woven fiber web;
An agglomerate comprising formed ceramic abrasive particles bonded by a first flexible binder;
A second binder which binds the aggregates to the nonwoven fibrous web, only including,
A nonwoven fabric abrasive article , wherein a ratio of the size of the formed ceramic abrasive particles divided by the size of the agglomerates is 0.0033 to 0.5 .
前記形成セラミック研磨粒子が、三角形板を含む形成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。   The nonwoven abrasive article of claim 1, wherein the formed ceramic abrasive particles comprise formed ceramic abrasive particles comprising a triangular plate. 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。   The nonwoven fabric abrasive article according to claim 1 or 2, wherein the elastic modulus of the first flexible binder is less than 28,000 psi (193.05 MPa). 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。
The agglomerates contain filler particles;
The content of the formed ceramic abrasive particles is 75 wt% to 96 wt%,
The content of the first flexible binder is 4 wt% to 10 wt%,
The nonwoven fabric abrasive | polishing article of Claim 1 or 2 whose content of the said filler particle is 10 weight%-35 weight%.
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