JP7204756B2 - 研磨バフ物品 - Google Patents
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Description
研磨バフの研磨布は、様々な量の研磨組成物を含むことができる。一実施形態では、研磨組成物の量は、研磨布の少なくとも30重量%、例えば研磨布の少なくとも35%重量%、少なくとも38重量%、少なくとも40重量%、少なくとも42重量%、又は少なくとも44重量%を含むことができる。別の実施形態では、研磨組成物は、研磨布の85重量%以下、例えば研磨布の80重量%以下、75重量%以下、70重量%以下、65重量%以下、60重量%以下、又は55重量%以下を含むことができる。研磨組成物の量は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、研磨組成物の量は、研磨布の少なくとも30重量%~85重量%以下、例えば研磨布の少なくとも35重量%~80重量%以下、例えば研磨布の少なくとも40重量%~75重量%以下、例えば研磨布の少なくとも40重量%~70重量%以下を含むことができる。
あるいは、研磨布を含む研磨組成物の量は、布に付加される研磨組成物の量又は「重量」(単位面積当たりの質量)として表すことができる(すなわち、アドオン重量)。一実施形態では、アドオン重量は、少なくとも10グラム/平方メートル(「GSM」)、例えば少なくとも25GSM、少なくとも50GSM、少なくとも75GSM、少なくとも100GSM、又は少なくとも150GSMを含むことができる。別の実施形態では、アドオン重量は、800GSM以下、例えば700GSM以下、600GSM以下、500GSM以下、400GSM以下、300GSM以下、275GSM以下、250GSM以下、225GSM以下、又は200GSM以下を含むことができる。アドオン重量は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、アドオン重量は、少なくとも50GSM~800GSM以下の重量、例えば少なくとも75GSM~500GSM以下の重量、少なくとも100GSM~300GSM以下の重量を含むことができる。
研磨バフは複数の布層を含むことができる。一実施形態では、布層の各々は、布層の各々に固定された研磨組成物を含むことができる。一実施形態では、布層は、織布、不織布、又はそれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、研磨組成物は、布の第1の側面上に配置することができる。一実施形態では、研磨組成物は更に、布の第2の側面上に配置される。
研磨バフは、複数の布層(プライとも呼ばれる)を備えることができる。一実施形態では、布層の数は、少なくとも2層、例えば少なくとも4層、少なくとも6層、少なくとも8層、又は少なくとも10層であってもよい。別の実施形態では、層の数は、20層以下、例えば18層以下、16層以下、14層以下、又は12層以下であってもよい。布層の数は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、布層の数は、少なくとも2層~20層以下、例えば少なくとも4層~18層以下、少なくとも6層~16層以下、又は少なくとも8層~14層以下を含むことができる。
一実施形態では、布層は織物を含むことができる。一実施形態では、織物は、平織り、バスケット織り、畝織り、バランス平織り(balanced plain weave)、綾織り、繻子織り、又はそれらの組合せを含む、1つ又は複数の織りのパターンを含むことができる。
織物のスレッド数は、経糸方向でも緯糸方向でも変化し得る。一実施形態では、織物は、経糸方向で少なくとも50スレッド/インチ、例えば少なくとも55スレッド/インチ、少なくとも60スレッド/インチ、少なくとも65スレッド/インチ、少なくとも70スレッド/インチ、少なくとも75スレッド/インチ、少なくとも80スレッド/インチ、少なくとも85スレッド/インチ、又は少なくとも90スレッド/インチを含むことができる。別の実施形態では、織物は、300スレッド/インチ以下、例えば280スレッド/インチ以下、260スレッド/インチ以下、240スレッド/インチ以下、220スレッド/インチ以下、又は200スレッド/インチ以下を含むことができる。1インチ当たりのスレッド数は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。具体的な実施形態では、1インチ当たりのスレッド量は、経糸方向で少なくとも50スレッド/インチ~300スレッド/インチ以下、例えば50スレッド/インチ~100スレッド/インチ以下、又は100スレッド/インチ~300スレッド/インチ以下を含むことができる。
織物のスレッド数は、緯糸方向でも経糸方向でも変化し得る。一実施形態では、織物は、緯糸方向で少なくとも50スレッド/インチ、例えば少なくとも55スレッド/インチ、少なくとも60スレッド/インチ、少なくとも65スレッド/インチ、少なくとも70スレッド/インチ、少なくとも75スレッド/インチ、少なくとも80スレッド/インチ、少なくとも85スレッド/インチ、又は少なくとも90スレッド/インチを含むことができる。別の実施形態では、織物は、300スレッド/インチ以下、例えば280スレッド/インチ以下、260スレッド/インチ以下、240スレッド/インチ以下、220スレッド/インチ以下、又は200スレッド/インチ以下を含むことができる。1インチ当たりのスレッド数は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。具体的な実施形態では、1インチ当たりのスレッド量は、緯糸方向で少なくとも50スレッド/インチ~300スレッド/インチ以下、例えば50スレッド/インチ~100スレッド/インチ以下、又は100スレッド/インチ~300スレッド/インチ以下を含むことができる。
織布層の経糸対緯糸の比は変化し得る。一実施形態では、織物は、1:6(例えば、スレッド数50/300)~6:1(例えば、スレッド数300/50)の範囲にわたる、例えば1:2~2:1、又は1:1.8~1:1の経糸対緯糸の比を含む。
布(織物又は不織物のいずれか)の「重量」(面積当たりの質量)は変化し得る。一実施形態では、布重量は、少なくとも10グラム/平方メートル(「GSM」)(g/m2)、例えば少なくとも25GSM、少なくとも50GSM、少なくとも75GSM、少なくとも100GSM、又は少なくとも150GSMを含むことができる。別の実施形態では、布重量は、800GSM以下、例えば700GSM以下、600GSM以下、500GSM以下、400GSM以下、300GSM以下、275GSM以下、250GSM以下、225GSM以下、又は200GSM以下を含むことができる。布重量は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、布重量は、少なくとも10GSM~800GSM以下の重量、例えば少なくとも25GSM~500GSM以下の重量、少なくとも50GSM~400GSM以下の重量、又は少なくとも100GSM~300GSM以下の重量を含むことができる。
布重量対研磨組成物アドオン重量(「アドオン重量」)の比は変化し得ると共に、固定された研磨バフの性能に有益に影響を及ぼし得る。一実施形態では、布重量対アドオン重量の比(布重量:アドオン重量)は、1:0.5~1:3の範囲、例えば1:0.6~1:2.75、又は1:0.7~1:2.5であり得る<u>。
布は、天然繊維、合成繊維、又はそれらの組合せを含むことができる。天然繊維は、1つ以上の天然繊維を含むことができる。一実施形態では、天然繊維は、セルロース、綿、亜麻、麻、ジュート、ラミー、サイザル麻、リネン、絹、又はそれらの組合せを含むことができる。別の実施形態では、天然繊維は綿を含むことができる。特定の実施形態では、天然繊維は本質的に綿からなることができる。合成繊維は、1つ以上の合成繊維を含むことができる。一実施形態では、合成繊維は、ポリマー、ガラス、金属、ゴム、炭素、又はそれらの組合せを含むことができる。別の実施形態では、合成繊維はポリマー繊維を含むことができる。特定の実施形態では、ポリマー繊維は、ナイロン、アクリル、オレフィン、ポリエステル、レーヨン、モダール、ダイニーマ、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、ポリマー繊維はポリエステルを含む。特定の実施形態では、合成繊維は本質的にポリエステルからなることができる。別の実施形態では、ポリマー繊維はナイロンを含む。特定の実施形態では、合成繊維は本質的にナイロンからなることができる。
布は特定の織り目を有し得る。織テキスタイルでは、織り目とは、緯糸及び経糸の向きを表す。布目とは、経目、緯目、又はバイアス目であり得る。布はあらゆる方向に切ることができ、選択した織り目は布の吊り方及び伸縮性に影響する。一般的に、布片は、仕上げ片の主な縫い目が特定の織り目と揃えられた場合、その織り目に沿って切断されると言われる。布は、布の経糸及び緯糸が主要な縫い目線に対して45°である場合、バイアス目(又は、「バイアス」)を有する。一実施形態では、布はバイアスを含む。図10は、バイアスを有する布の実施形態を図示する。特定の実施形態では、固定された研磨バフの布は、経糸及び緯糸が被加工物上で45°の接触角になるようなバイアスであってもよい。一実施形態では、布は、経糸及び/又は緯糸線のほつれ及び摩耗を防止するためのバイアスを含む。
布厚さは変化し得ると共に、固定された研磨バフの性能に有益に影響を及ぼし得る。一実施形態では、布厚さは、少なくとも50マイクロメートル、例えば少なくとも100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200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300マイクロメートル、少なくとも350マイクロメートル、又は少なくとも400マイクロメートルを含むことができる。別の実施形態では、布厚さは、2000マイクロメートル以下、例えば1800マイクロメートル以下、1600マイクロメートル以下、1500マイクロメートル以下、1300マイクロメートル以下、1250マイクロメートル以下、1100マイクロメートル以下、1000マイクロメートル以下、900マイクロメートル以下、800マイクロメートル以下、700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、又は500マイクロメートル以下を含むことができる。布厚さは、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、布厚さは、少なくとも50マイクロメートル~2000マイクロメートル以下、例えば少なくとも100マイクロメートル~1500マイクロメートル以下、少なくとも150マイクロメートル~750マイクロメートル以下、250マイクロメートル~650マイクロメートル以下、少なくとも350マイクロメートル~550マイクロメートル以下の厚さを含むことができる。
研磨バフは、布層の各々に固定された研磨組成物を含む。研磨組成物は、ポリマー性バインダ上又はポリマー性バインダ中に配置された、複数の研磨粒子(本明細書では研磨砥粒とも称される)を含むことができる。一実施形態では、研磨組成物は、レオロジー改質剤を更に含むことができる。
研磨組成物の総厚さ(すなわち、研磨コーティング総厚さ)は変化し得ると共に、固定された研磨バフの性能に有益に影響を及ぼし得る。研磨布が片面のみにコーティングされている場合、研磨コーティング総厚さは、一面のコーティング厚さと等しくなることが理解されよう。同様に、研磨布が両面にコーティングされている場合、研磨コーティング総厚さは、両面のコーティング厚さの合計に等しい。一実施形態では、研磨コーティング総厚さは、少なくとも20マイクロメートル、例えば少なくとも40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80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120マイクロメートル、又は少なくとも140マイクロメートルを含むことができる。別の実施形態では、研磨コーティング厚さは、300マイクロメートル以下、例えば280マイクロメートル以下、260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、180マイクロメートル以下、又は160マイクロメートル以下を含むことができる。研磨コーティング厚さは、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、研磨コーティング厚さは、少なくとも60マイクロメートル~300マイクロメートル以下、例えば少なくとも80マイクロメートル~260マイクロメートル以下、少なくとも100マイクロメートル~200マイクロメートル以下の厚さを含むことができる。
布厚さ対研磨組成物アドオン厚さ(「アドオン厚さ」)の比は変化し得ると共に、固定された研磨バフの性能に有益に影響を及ぼし得る。一実施形態では、布厚さ対アドオン厚さの比(布厚さ:アドオン厚さ)は、1:0.1~1:0.9の範囲、例えば1:0.2~1:0.8、又は1:0.3~1:0.6であり得る。
研磨粒子として、アルミナ、炭化ケイ素、シリカ、セリアなどの本質的な単相無機材料、並びに立方晶系窒化ホウ素及びダイヤモンドなどのより硬質で高性能な超研磨粒子を挙げることができる。更に、研磨粒子は複合粒子状材料を含むことができる。そのような材料は、随意に高温処理(すなわち、焼成、焼結)をされて使用可能な焼成凝集体を形成することができる未焼成(「緑色」)凝集体を残し、揮発又は蒸発による液体担体の除去を含むスラリー処理経路を介して形成することができる、凝集体を含み得る。更に、研磨領域は、マクロ構造及び特定の三次元構造を含む加工研磨剤を含むことができる。特定の実施形態では、研磨粒子は、一次粒子、凝集体、又はそれらの組合せを含む。特定の実施形態では、研磨粒子が少なくとも部分的に研磨凝集体である場合、研磨凝集体は、研磨グリット粒子とナノ粒子バインダ(Nanozyte凝集体)との組成物から形成される、一般的に球状又は環状の形状を有する未焼成研磨凝集体を含んでもよい。特定の実施形態では、凝集体は中空であってもよく、内部空間を含んでもよい(Nanozyte凝集体)。
一実施形態では、研磨粒子は、4000マイクロメートル以下の平均粒径、例えば2000マイクロメートル以下、例えば約1500マイクロメートル以下、約1000マイクロメートル以下、約750マイクロメートル以下、約500マイクロメートル以下、約250マイクロメートル以下、約100マイクロメートル以下、又は50マイクロメートル以下を有することができる。別の実施形態では、研磨粒径は、少なくとも0.1マイクロメートル、例えば少なくとも1マイクロメートル、少なくとも5マイクロメートル、少なくとも6マイクロメートル、少なくとも7マイクロメートル、少なくとも8マイクロメートル、少なくとも9マイクロメートル、少なくとも10マイクロメートル、少なくとも15マイクロメートル、少なくとも20マイクロメートル、又は少なくとも25マイクロメートルであり得る。平均粒径は、上述のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、平均粒径は、少なくとも1マイクロメートル~2000マイクロメートル以下、例えば少なくとも5マイクロメートル~1000マイクロメートル以下、少なくとも5マイクロメートル~750マイクロメートル以下、少なくとも6マイクロメートル~500マイクロメートル以下、少なくとも7マイクロメートル~250マイクロメートル以下、又は少なくとも8マイクロメートル~100マイクロメートル以下を含むことができる。研磨粒子の粒径は、典型的には、研磨粒子の最長寸法であるように指定される。一般的に、粒径の範囲分布が存在する。場合によっては、粒径分布は厳密に制御されている。
ポリマー性バインダは、単一のポリマー、又はポリマーのブレンドから形成することができる。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、ポリシロキサン組成物、アクリルラテックス組成物、熱硬化性ゴム組成物、熱硬化性エラストマー組成物、スチレンブタジエンゴム組成物、アクリロニトリル-ブタジエンゴム組成物、ポリブタジエン組成物、又はそれらの組合せから形成することができる。特定の実施形態では、ポリマー性バインダは、自己架橋カルボキシル化スチレンブタジエン組成物を含むことができる。別の特定の実施形態では、ポリマー性バインダは、カルボキシル化アクリル組成物を含むことができる。その上、バインダ組成物は、上記のような活性充填剤粒子、添加剤、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、ポリマー性バインダは、コーティングされた布が柔らかい「ドレープ」としても知られている「柔らかい」手を有するように、硬化後に柔軟であることがあるため、結果として、布は、感触が柔らかく、柔軟であり、かつ物体の周りに適合し、硬くない。
一実施形態では、研磨組成物は、レオロジー改質剤を含むことができる。レオロジー改質剤は、セルロース組成物、ヒュームドシリカ組成物、コロイダルシリカ組成物、ポリサッカライド組成物、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、セルロース組成物はヒドロキシプロピルセルロース組成物を含むことができる。別の特定の実施形態では、コロイダルシリカ組成物は、層状含水ケイ酸マグネシウムである合成スメクタイト粘土のラポナイトといった、層状コロイダルシリカ組成物を含むことができる。別の特定の実施形態では、ポリサッカライド組成物は、キサンタンガム組成物などのガム組成物を含むことができる。
実施形態1.固定された研磨バフであって、
複数の固定された研磨布と、
中心ハブと、
を備え、
前記固定された研磨布は、前記ハブに取り付けられ、
各研磨布は、布に固定された研磨組成物を含み、
前記布は、織布、不織布、又はそれらの組合せを含み、
前記研磨組成物は、ポリマー性バインダ、及び前記ポリマー性バインダ中に分散した複数の研磨粒子を含み、
前記研磨組成物は、前記布の繊維内に配置される、
固定された研磨バフ。
前記研磨布の15重量%~90重量%を構成する、実施形態1に記載の固定された研磨バフ。
前記研磨布の10重量%~85重量%を構成する、実施形態1に記載の固定された研磨バフ。
20重量%~90重量%の研磨砥粒と、
10重量%~80重量%の前記ポリマー性バインダと、
を含む、実施形態1に記載の固定された研磨バフ。
0.1重量%~10重量%のレオロジー改質剤を更に含む、実施形態16に記載の固定された研磨バフ。
複数の布層と、
前記布層の各々に固定された研磨組成物と、
を含み、
前記研磨組成物は、前記布層の各々のうちに少なくとも部分的に配置され、
前記研磨組成物は、ポリマー性バインダ、及び前記ポリマー性バインダ中に分散した複数の研磨粒子を含み、
前記布層は、不織スパンボンド点接合布を備え、
前記ポリマー性バインダは、前記ポリマー性バインダが、少なくとも-30℃かつ20℃以下であるガラス転移温度(Tg)を持つスチレンブタジエン組成物を含む、
固定された研磨バフ。
Hycar(登録商標)26796-アクリル系エマルジョン、Lubrizol Advanced Materials,Inc.製
Rovene(登録商標)5550-架橋カルボキシル化スチレンブタジエンエマルジョン、Mallard Creek Polymers製
Klucel(商標)-M-ヒドロキシプロピルセルロース増粘剤、Ashland製。
キサンタンガム-ポリサッカライド増粘剤、Cargill製。
Aerosil(登録商標)150 親水性ヒュームドシリカ、Evonik製。
トリトンX-100湿潤剤、Dow Chemical製。
Surfynol(登録商標)DF70消泡剤、Air Product製。
グレージュ布、バイアス綿、Garfield Buff Company(ニュージャージー州フェアフィールド)製。この布は、スレッド数86/80、布重量が12.3ポンド/rmである。
スパンボンドナイロン不織布、Cerex Advanced Fabrics製、タイプ30、3OSY、6.9ポンド/rm
スパンボンドナイロン不織布、Cerex Advanced Fabrics、タイプ70、4OSY、9.2ポンド/rm
炭化ケイ素、Fグレード:F320
異なる種類及び量の研磨粒子及びポリマー性バインダを有する試料研磨組成物S1~S2を、表1に列挙した配合物を用いて調製した。成分を完全に混合し、得られた組成物を後の使用のために保存した。配合物は、「乾燥」重量(すなわち、硬化)基準で示される。
試料研磨組成物S1~S2を用いて、種々の研磨布を調製した。研磨布S3~S6の構成を表2に示す。
バフホイールは、従来の方法に従って製造した(Garfield Buff Company、ニュージャージー州フェアフィールド)。試料研磨布を金属クリンチリングに押し込んで、中心(「アーバ」)孔を有する金属プレートを挿入した。バフホイールの仕様は次のとおりだった:プライ12、外形7.5インチ、内径3インチ、アーバホール7/8インチ。
試料の固定された研磨バフS3~S6の研磨試験を、Heald Cinternal円筒研削盤で行った。本研究の目的は、従来の手動によるバーコンパウンドバフ研磨と比較した、自動化プロセスにおける固定された研磨バフの研磨及び摩耗挙動を調べることであった。図6は、試験の設定を示す。
異なる種類及び量の研磨粒子、ポリマー性バインダ、及びレオロジー改質剤を有する試料研磨組成物S7~S9を、表6に列挙した配合物を用いて調製した。成分を完全に混合し、得られた組成物を後の使用のために保存した。配合物は、「乾燥」重量(すなわち、硬化)基準で示される。
Claims (17)
- 固定された研磨バフであって、
複数の固定された研磨布と、
中心ハブと、
を備え、
前記固定された研磨布は、前記ハブに取り付けられ、
各研磨布は、布に固定された研磨組成物を含み、
前記布は、織布、不織布、又はそれらの組合せを含み、
前記研磨組成物は、ポリマー性バインダ、及び前記ポリマー性バインダ中に分散した複数の研磨粒子を含み、
前記研磨組成物は、前記布の繊維内に配置され、
前記布が、少なくとも50マイクロメートル~2000マイクロメートル以下の厚さを有し、
前記研磨組成物の研磨コーティングが、少なくとも60マイクロメートル~300マイクロメートル以下のアドオン厚さを有し、
前記固定された研磨バフが1:0.2~1:0.8の範囲にわたる布厚さ対アドオン厚さの比を有する、固定された研磨バフ。 - 前記不織布が、スパンボンド点接合布を含む、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 前記ポリマー性バインダが、アクリル組成物、スチレンブタジエン組成物、又はそれらの組合せを含む、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 前記ポリマー性バインダが、少なくとも-30℃かつ5℃以下であるガラス転移温度(Tg)を有する、請求項3に記載の固定された研磨バフ。
- 前記布が、少なくとも25~500g/m2以下の布重量を有し、前記研磨組成物が、少なくとも75~500g/m2以下のアドオン重量(add-on weight)を有する、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 1:0.5~1:3の範囲にわたる布重量対アドオン重量の比を更に有する、請求項5に記載の固定された研磨バフ。
- 1:0.3~1:0.6の範囲にわたる布厚さ対アドオン厚さの比を更に有する、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 前記研磨組成物が、
前記研磨布の15重量%~90重量%を構成する、請求項1に記載の固定された研磨バフ。 - 前記布が、
前記研磨布の10重量%~85重量%を構成する、請求項1に記載の固定された研磨バフ。 - 前記研磨組成物が、前記布の第1の側面及び第2の側面上にさらに配置される、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 前記研磨組成物が、
20重量%~90重量%の研磨砥粒と、
10重量%~80重量%の前記ポリマー性バインダと、
を含み、更に、
0.1重量%~10重量%のレオロジー改質剤と、
を含む、請求項1に記載の固定された研磨バフ。 - 前記研磨組成物が、前記布の繊維間の前記第1の側面から前記第2の側面に配置される、請求項10に記載の固定された研磨バフ。
- 固定された研磨バフであって、
複数の布層と、
前記布層の各々の繊維内に配置された研磨組成物と、
を含み、
前記研磨組成物は、前記布層の各々のうちに少なくとも部分的に配置され、
前記研磨組成物は、ポリマー性バインダ、及び前記ポリマー性バインダ中に分散した複数の研磨粒子を含み、
前記布層は、不織スパンボンド点接合布を備え、
前記ポリマー性バインダは、少なくとも-30℃かつ20℃以下であるガラス転移温度(Tg)を持つスチレンブタジエン組成物を含み、
前記布が、少なくとも50マイクロメートル~2000マイクロメートル以下の厚さを有し、
前記研磨組成物の研磨コーティングが、少なくとも60マイクロメートル~300マイクロメートル以下のアドオン厚さを有し、
前記固定された研磨バフが1:0.2~1:0.8の範囲にわたる布厚さ対アドオン厚さの比を有する、固定された研磨バフ。 - 前記研磨粒子が、炭化ケイ素を含む、請求項1に記載の固定された研磨バフ。
- 前記研磨組成物が、200g/m 2 以下のアドオン重量を有する、請求項14に記載の固定された研磨バフ。
- 前記研磨粒子が、炭化ケイ素を含む、請求項13に記載の固定された研磨バフ。
- 前記研磨組成物が、200g/m 2 以下のアドオン重量を有する、請求項16に記載の固定された研磨バフ。
Applications Claiming Priority (3)
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