JPH0780123B2 - 研摩布紙及びその製法 - Google Patents

研摩布紙及びその製法

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JPH0780123B2
JPH0780123B2 JP2115928A JP11592890A JPH0780123B2 JP H0780123 B2 JPH0780123 B2 JP H0780123B2 JP 2115928 A JP2115928 A JP 2115928A JP 11592890 A JP11592890 A JP 11592890A JP H0780123 B2 JPH0780123 B2 JP H0780123B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の産業上の利用分野〕 本発明は、眼鏡、クランクシャフトの微細表面仕上操作
並びに調節可能な微細表面仕上と高切削速度の組合せを
必要とする自動車部品の研摩の如き、その他の微細仕上
操作に有益な新規なパターン付表面被覆物を有する特殊
の放射性硬化された研摩布紙製品に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
研摩布紙素材の云わゆる通常の製造は、一般に、“メー
カー”コート、即ち溶剤系または水系の接着剤組成物を
基材(裏張り)に被覆し、その後静電付着より粒子をそ
れに適用することを必要とする。メーカーコート、即ち
接着剤層または結合剤層を硬化して粒子をその層に接着
し、かつメーカーコート層を基材に接着することは、熱
硬化によるものであり、一般には、比較的長い時間、例
えば或る場合には数時間までを要する。これは、研摩布
紙素材をループドライヤーに通しながら行なわれる。ル
ープドライヤーは長い乾燥時間及び硬化時間を与える
が、このようなループドライヤーの使用は、材料が懸濁
される場所で欠陥の形成、メーカーコートが充分硬化さ
れる前にメーカーコートのたるみ、及び材料が垂直に吊
下げられるために粒子の位置の変化、温度の変化、並び
に必然的に遅い空気循環のために生じるメーカーコート
を含む結合剤の一貫性のない架橋の如き、或種の欠点を
伴なう。
メーカーコートの他に、通常の被覆研摩材の製造に際
し、しばしばメーカーコートが完全に硬化される前に、
サイズコートがまた一般に、砥粒の上に適用される。ま
た、このコートは、比較的長い硬化時間を要するため
に、ループドライヤー中で研摩布紙素材の硬化及び通過
を必要とする。また、或る場合には、基材は、特に布製
の場合、メーカーコートの適用前に、云わゆる“バッ
ク”コート及びプレサイズ(pre−size)コートを備え
る必要がある。こうして、被覆研摩材の通常の製造は、
その製造に伴なう種々の被覆物の熱硬化にかなりの時間
を必要とするだけでなく、先に指摘したように、関与す
る製造方法により生じる或種の必然的な欠陥を伴なう。
多少最近に、研摩布紙素材の製造時間の減少が、電子線
照射による、関与する種々の被覆材料の硬化により達成
し得ることが提案された。こうして、米国特許第4,047,
903号明細書(1977年9月13日にヘッセ(Hesse)らに付
与された)には、基材を、放射線照射により硬化可能な
結合樹脂の少なくとも一つの下層、砥粒の少なくとも一
つの中間層、及び放射線照射により硬化可能な結合樹脂
の少なくとも一つの上層で被覆されることにより製造さ
れる研摩布紙素材が、開示されている。結合剤樹脂は、
一般に、エポキシ樹脂をアクリル酸及びメタクリル酸か
らなる群から選ばれた構成要素と反応させることにより
調製されたエステル化エポキシ樹脂とポリカルボン酸の
反応生成物並びにこのようなエポキシ樹脂をまずジケテ
ンと反応させ、ついでキレート形成化合物と反応させた
反応生成物を含む。結合剤系は通常の研摩布紙素材に見
られるものと異なるが、その構成は殆ど同じである。型
押した表面被覆物を得ることができることは、ヘッセら
により示唆されていない。
その後、米国特許第4,457,766号明細書(1980 10月8日
に出願され、1984年7月3日に発行され、本件出願の出
願人であるノートンカンパニィ(Norton Company)に現
在譲渡されている)には、研摩布紙素材の製造に使用す
るための別の結合剤系が開示されていた。このような結
合剤系は、一般に、オリゴマー、希釈剤、充填剤及び少
量のその他の添加剤を含み、種々の成分は、夫々の場
合、製造される研摩布紙素材に所望の物理的性質を与え
るように選ばれる。選ばれたオリゴマーは、特許権者に
より開示されているように、所望の性質を基材及び研摩
布紙素材に与える如何なる反応性ポリマーであってもよ
い。開示された好適な電子線硬化性材料は、ウレタン−
アクリレート及びエポキシ−アクリレートである。ビス
フェノールAエポキシ樹脂のジアクリレートエステルの
如き、ジアクリレートエステルが、特に好ましい。開示
された希釈剤(これらは、特許権者により、使用される
種々の被覆方法に適するように、結合剤の粘度を調節す
るのに利用されると開示されている)の中に、ビニルピ
ロリドン並びに多官能及び一官能のアクリレートがあ
る。特許権者により、好ましいと開示されている化合物
は、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP);1,6−ヘキサ
ンジオールジアクリレート(HDODA);テトラエチレン
グリコールジアクリレート(TTEGDA);及びトリメチロ
ールプロパントリアクリレート(TMPTA)である。この
ような材料は、粘度を調節し可撓性を調節するのにうま
く使用されるだけでなく、硬化に必要とされる放射線を
減少するのにうまく使用されることが特許権者により見
い出された。それにもかかわらず、開示された研摩布紙
材は、電子線硬化性結合剤が使用される以外は、通常の
型の長時間にわたって製造されるものである。こうし
て、布製基材は、通常行なわれるように、結合剤の裏面
及び前面の充填物を設けられてもよく、メーカーコート
の適用前に部分硬化されてもよく、メーカーコートの全
ては若干異なる配合である以外は同じ成分を含んでもよ
い。メーカーコートの適用後、砥粒がメーカーコートに
適用され、その後メーカーコートは基材を通る電子線に
より硬化される。その後、メーカーコートと同様の配合
のサイズコートが、適用され硬化される。パターン付表
面被覆物は、開示されておらず、また示唆すらされてい
ない。
米国特許出願第474,377号(米国特許商標庁に1983年3
月11日にスタンリィJ.スプキス(Stanley J.Supkis,J
r.)、リチャードA.ロマノ(Richard A.Romano)、及び
ウォルターA.ヤーブロー(Walter A.Yarbrough)により
出願され、現在放棄され、本件出願の受渡人であるノー
トン・カンパニィに譲渡されている)の明細書には、接
着剤が紫外(“UV")線への暴露により硬化された研摩
布紙素材が開示されていた。その出願に開示された発明
の前には、研摩布紙素材に典型的に必要とされた比較的
に厚い接着剤被覆物は、その後紫外線で硬化される装飾
表面被覆物に較べて、このような光線の透過の制限され
た深さのために、不可能ではないとしても、紫外線によ
り非常に硬化し難いと一般に考えられていたようであっ
た。それ故、研摩布紙素材の分野の殆どの研究者は、前
記の米国特許第4,457,766号に例示されているように、
その代わりに電子線硬化に集中していたと考えられる。
米国特許出願第474,377号明細書に開示されているよう
に、研摩布紙材の製造方法は、メーカーコートを基材に
適用し、その後砥粒を電着し、ついでサイズコートを適
用するという通常の技術よりむしろ、砥粒及び接着剤ス
ラリーを適当な基材に被覆することを伴なう。米国特許
出願第474,377号に記載された接着剤粒子スラリーは、
一般に、三つの類の成分、即ち、アクリレートモノマ
ー、光重合開始剤、及び砥粒を含む。しかしながら、そ
の他の成分が必要により存在してもよい。その出願の発
明者らにより開示されているように、分子中に3個以上
のアクリレート基を含むかなりの量のアクリレートモノ
マーを使用することが必要である。この典型的な市販の
製品は、開示されているように、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート(“TMPTA")及びペンタエリスリト
ールトリアクリレート(“PETA")である。それにもか
かわらず、若干硬化されない製品が所望される場合に
は、例えば1,6−ヘキサンジアクリレート(“HDODA")
の如き、二官能アクリレートモノマーが、分散液中に同
様に含まれる。このような二官能及び三官能のアクリレ
ートの相対量は、被覆に適当な粘度並びに硬化フィルム
に許容し得る特性を与えるために、スラリー中のその他
の成分の相対量と共に、調節される必要がある。必要に
より、被覆されるスラリーのレオロジー並びに硬化製品
の靱性及び切断特性を更に調節するため、上記のアクリ
レートモノマーの他に、一層高い分子量のアクリレート
オリゴマーが通常使用される。米国特許出願第474,377
号明細書に開示されている好ましいオリゴマーは、ビス
フェノールA型エポキシ樹脂のジアクリレート及びビス
フェノールAまたはその他の同様のジフェノールとホル
ムアルデヒドの縮合により調製されたノボラックフェノ
ール樹脂のジ−アクリレート乃至オクタ−アクリレート
である。スラリー中に含むのに開示された、その他の任
意成分は、接着剤と砥粒との結合を改良するための有機
シラン及び有機チタネートである。更に発明者らは、有
機三級アミン、好ましくはN−ビニルピロリドン(“NV
P")がまた接着を促進するために配合物中に添加し得る
と開示している。また、NVPは、開示されているよう
に、反応性の粘度低下希釈剤として役だつ。実際に、NV
Pは三級アミンから誘導されるアミンというよりむしろ
環状アミドであると考えられる。それにもかかわらず、
後述されるように、適当な量のこのような成分は、この
発明の必須部分である。スラリー被覆物がこの出願に開
示されているが、研摩布紙素材の通常の製造とは逆に、
その開示は型押した被覆物に関するものではない。
その後、米国特許出願第680,619号(1984年12月9日に
出願され、米国特許出願第474,377号の一部継続出願で
ある)の明細書には、通常の研摩布紙素材がまた紫外線
硬化性組成物を用して製造し得ることが、開示された。
こうして、通常の研摩布紙素材が製造される場合には、
メーカーコートは、一般に、アクリル化オリゴマー(好
ましいものはセルラド(Celrad、商標)3700、即ち約27
5のアクリル単位当りの平均分子量を有する、ビスフェ
ノールA型のエポキシ樹脂の市販のジアクリレートであ
る)、光重合開始剤、熱重合開始剤、NVP、アクリル化
オリゴマーと共重合し得る粘度低下剤(酢酸ビニル)、
及び重要成分として、アクリルモノマーのアミン付加物
を含む。その出願に開示されている、好ましいこのよう
なアミン付加物は、1−オクチルアミンとTMPTAとの反
応生成物から得られた。アミン付加物は、研摩布紙基材
に対するメーカーコートの一層良好な接着を与える。熱
重合開始剤がメーカーコート組成物に添加され、これに
より、接着剤層の内部の硬化が行なわれた。紫外線によ
り開始される硬化は、特に研摩布紙素材が紫外線を強く
吸収する砥粒を使用した場合に、メーカーコート層の外
部に於いてのみ充分に有効であることが発明者らにより
見い出された。しかしながら、パターン付研摩布紙製品
は、この出願に開示されていない。
米国特許出願第735,029号(これは、1985年5月17日に
スタンレーJ.スフィス、ジュニアー(Stanley J.Suphi
s,Jr.)、コーゲン・ザドー(Eugen Zador)、リチャー
ドA.ロマノ(Richard A.Romano)、及びウオルターA.ヤ
ーボロー(Walter A.Yarborough)により出願され、上
記の米国特許出願第680,619号の一部継続出願である)
の明細書には、一層硬質の製品硬化を有する通常の製造
の研摩布紙素材が開示されている。このような製品に関
して、メーカーコート及びサイズコートは、開示されて
いるように、夫々、種々のその他の成分の他に、分子中
に4個以上のアクリレート基を有するアクリル化モノマ
ー、例えばジペンタエリスリトールヒドロキシペンタア
クリレート(“DPHPA")を含む。更に、サイズコート
は、エステル結合ウレタンオリゴマーのジアクリレー
ト、例えばウレタン783、即ち約5500の平均分子量を有
する市販のジアクリル化ポリエステルウレタンオリゴマ
ーを含む。このような通常の研摩布紙素材の製造は、一
般に、メーカー組成物を基材に適用し、その後砥粒を電
着し、その後マーカーコートを紫外線に暴露して迅速に
硬化することにより、行なわれる。次に、サイズコート
が適用され、これが紫外線に更に暴露することにより迅
速に硬化される。パターン付研摩布紙製品は、開示され
ていない。上記の全ての米国特許出願第474,377号、同
第680,619号及び同第735,029号の完全な開示が、参考と
して本明細書に含まれる。
研摩材の種々のパターン付表面被覆物を特徴とする研摩
布紙素材の製造が当業者により長年にわたって開示され
てきた。このような研摩被覆物を示す従来技術の特許の
例は、米国特許第1,657,784号、同第2,108,645号、同第
3,605,349号及び同第3,991,527号である。米国特許第1,
657,784号には、種々の接着剤型模様がロールコーター
により基材に備けられ、続いて、それが硬化する前に、
粒子を接着剤被覆物に適用する、研摩布紙素材が開示さ
れている。所望の型模様は、接着剤被覆に使用されるロ
ールまたはシリンダー上で浮出しで備けられる。一般
に、型模様は、研摩操作により生じたダストまたは粒子
の摩耗表面からの排出のための限定された溝を有する。
規則的で、かつ一様な交互の研摩部分及び非摩耗部分か
らなる。
米国特許第2,108,645号明細書は、基材が間欠もしくは
不連続の接着剤の被覆物を備えている研摩布紙素材を開
示している。これは、二つのロール(そのうち一つは滑
らかであり接着剤浴中で回転する)の間に基材を通すこ
とにより得られる。他方のロールは、夫々が浮出し部分
により囲まれたくぼんだ部分の型模様をその上に有す
る。くぼみに向かい合って来る基材の部分は滑らかなロ
ールから接着剤を受容し、一方、浮出し部分の下から来
る基材の部分は、相対的に接着剤を殆ど受容しない。こ
うして、砥粒が適用される場合には、基材にくっついた
粒子を殆ど、もしくは全く含まない領域または溝により
囲まれた砥粒の島の型模様が生じる。
米国特許第3,605,349号明細書には、一般に、表面に研
摩剤の島の型模様が備けられて、スラリーの循環のため
の溝を生じる、基材を含む研摩仕上物品が開示されてい
る。研摩物品は、種々の手段により製造でき、そのうち
の一つは例えばダイヤモンド形の浮出した“島”または
陸が周囲に設けられているロールの使用を伴なう。ま
ず、研摩剤混合物が、接着剤浴中で回転し型押ロールと
周辺で接触する滑らかなロールにより、ダイヤモンド形
型模様をその上に備えたロールに移される。その後、型
押ロールは研摩材の型模様を基材に移す。こうして、実
際に、ダイヤモンド形の型模様が、基材の上にプリント
される。
米国特許第3,991,527号に開示された研摩布紙素材に関
する型模様は、幾何学的な形状の接着結合材の型模様を
基材に移し、その後砥粒を接着剤に適用することにより
生じる。一つの製造方法に於いて、接着剤は、接着剤浴
中で回転する滑らかなロールにより、型押ロールの上に
設けられた型模様に移され、このロールが順に型模様の
形状の接着剤を基材に移す。この特許の図面により開示
されるように、生じた型模様は、研摩剤の島と称し得る
ものを含む。そして、島は、研摩材から提供される研摩
ディスクの外端または周囲端部に開放する直角に交差す
る溝により囲まれる。
被覆研摩材の製造を含む種々の被覆方法に於ける凹版ロ
ールまたはグラビアロールの使用は、公知である。この
ようなロールは、ロールの周囲の表面中に刻まれたセル
またはウェル(それらは時々そのように称される)の種
々の型模様を備えており、備えられたセル型模様及びそ
の容量は特別な被覆物適用に若干依存する。一般に、こ
のようなロールが被覆物適用に使用される場合、それは
被覆材料のパン中で回転し、そして、それが被覆材料中
で回転する際に、セルは、バケットコンベヤーのように
被覆材料で充填される。グラビアロールがパンから出て
回転した後で、しかもそれが被覆材料を移そうとする基
材と接触する前に、その表面はナイフまたはドクターブ
レードでぬぐわれる。こうして、セル中に含まれた材料
のみが、基材の被覆に利用し得る。移される量は、一般
に、セルの全理論体積及び被覆される特別な材料に依存
する。その結果、調節した量の被覆材料を基材に適用す
ることが所望される場合には、グラビアロールが普通使
用される。また、被覆材料の特別な型模様を基材に施す
ことが所望される場合にも、このようなロールが普通使
用される。このような場合、施そうとする被覆物に所望
される型模様の形状のセルが、グラビアロールの周囲表
面中に設けられる。こうして、六角形を有するデザイン
を基材に被覆することが所望される場合には、その表面
中にこのようなデザインの刻み目を有するグラビアロー
ルが使用される。それにもかかわらず、このようなロー
ルは、このようなデザインの輪郭のみを移すと期待され
ない。
この出願に開示された発明の前に、その他の出願は、放
射線硬化性結合剤及び砥粒のスラリーがグラビアロール
を用いて基材に適用される。研摩布紙素材の製造を開示
していた。こうして、米国特許第4,644,703号(1987年
2月24日に、本特許出願の譲受人であるノートン・カン
パニィに付与された)の明細書には、プラスチック眼鏡
レンズの一工程仕上に適した研摩布紙素材が開示されて
いる。このような製品は、接着剤/砥粒スラリーの二つ
の別々の層を基材に被覆して、砥粒の粗大名外層及び一
層微細な内層を得ることにより製造される。その特許に
於けるスラリー被覆物は、その中に刻まれた三角らせん
形(trihelical)型模様を有するグラビアロールにより
付着され、このロールは、順に、接着剤/砥粒スラリー
の平行線の型模様を基材に与え、ついで、順に最初に付
着された被覆物に与える。第一被覆物の適用に続て、湿
潤スラリー、をその上に有する基材がエンボス形成バー
集成装置(texturing bar assembly)を通過し、そこで
付着被覆材料の連続性、即ち湿潤スラリーの線が破壊さ
れて若干不連続の型模様を与える。
その後、湿潤スラリーが、紫外線に暴露されて接着結合
剤を硬化し、砥粒を基材に接着する。この第一被覆物の
硬化後に、第二の接着剤/砥粒スラリーが、第一被覆基
材の上に被覆されて、研摩布紙製品に外部粒子層を与え
る。この処理は、異なるらせん型模様を有するグラビア
ロールが使用され、第二の適用湿潤スラリーのエンボス
形成がない以外は、同じである。砥粒が、基材(これは
ポリエステルであってもよい)に、夫々の第一及び第二
被覆物に関して若干異なる配合のアクリレートから主と
して配合された結合剤でもって、接着される。放射線硬
化性結合剤は、一般に、トリアクリル化モノマー、例え
ばトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPT
A)、ジアクリル化モノマー、例えばヘキサンジオール
ジアクリレート(HDODA)及びアクリル化オリゴマー、
好ましくはビスフェノールA型のエポキシ樹脂のジアク
リレートの混合物を含む。重要なことに、また、特許権
者らは、接着剤配合物中に、接着を促進するために調節
された量の不飽和有機アミン、例えばN−ビニルピロリ
ドン(“NVP")を含むことを開示している。グラビアロ
ールが、開示された被覆研摩剤の製造に使用されるが、
このようなロールは通常のように作用する。それは、ロ
ール表面中に刻まれた型模様により反映されるように、
平行線のスラリー被覆物を付着する。
米国特許第4,773,920号(1988年9月27日にチャスマン
(chasman)らに付与された)の明細書は、眼鏡レンズ
に関して第二仕上適用を含むラッピング操作に適したと
研摩布紙素材を開示している。その研摩布紙素材は、放
射線硬化性結合剤中の砥粒の懸濁液をポリエステルフィ
ルムの如き基材に被覆することにより製造される。その
結合剤は、上記のその他の特許により先に開示されたと
思われるような放射線硬化性モノマー、及び、必要によ
り、反応性希釈剤を含み得る。有益であると開示される
モノマーに関して、特許権者は、このようなモノマー
が、その中に2個のエチレン性不飽和基、例えばヘキサ
ンジオールアクリレートを含むべきであると開示してい
る。好ましい放射線硬化性“モノマー”は、開示されて
いるように、ウレタンアクリレート、イソシアヌレート
アクリレート、ポリエステル−ウレタンアクリレート及
びエポキシアクリレートから選ばれたオリゴマーを含
む。反応性希釈剤として、特許権者らは、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート(TMPTA)及びまたヘキサ
ンジオールアクリレートを開示している。特許権者らに
よれば、砥粒と硬化結合剤との接着を促進するために、
カップリング剤、例えばγ−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシランが、モノマーと共に含まれることが
好ましい。それにもかかわらず、特許権者らは、このよ
うなシランが結合剤中の砥粒の分散の前に砥粒に被覆さ
れることが好ましいと開示している。グラビア被覆は、
グラビアロールが結合剤組成物にリッジ及び谷の一様な
型模様を与えることができ、組成物が硬化された後に、
これが滑剤の流れのため、及び摩耗材料の除去のための
溝として役にたち得るという理由のため、好ましいと特
許権者らにより開示されている。それにもかかわらず、
特許権者らは、特別なグラビアロールまたはその中に設
けられた型模様を開示していない。更に、その特許の実
施例は、このようなグラビアロールの使用が好ましいと
開示されていても、グラビアロールの使用を何ら開示し
ていない。こうして、特許権者らは、グラビアロールの
使用が結合剤組成物にリッジ及び谷の型模様、即ち、従
来技術の先の特許により得られた研摩剤の島及び溝によ
く似た、ロール表面中に刻まれたデザインの反映を与え
ることを単に推測するものと考えられる。
“眼鏡レンズ仕上”という表現は、それがコバーン(Co
burn)−505仕上機械で研摩布紙素材を用いて行なわれ
る場合には、簡単な、“一工程”法を称することがあ
り、また、それは更に複雑な“二工程操作”を表わすこ
とがある。一工程仕上に於いて、単一のデイジー(dais
y)ホイールまたはフィルム裏付仕上パツド(“スノウ
フレーク(snow−flake)”が、最終のスラリー研摩の
前に使用される。このようなパッドは、比較的大きな量
(0.4〜0.6mm)の過剰の原材料を除去し得ると同時に、
充分に微細な、引かき傷のない表面を生じる。更に普通
の二工程操作に於いて、炭化ケイ素で被覆された研摩製
品(第一仕上パッド)が最初に使用され、これが余分の
原材料の殆どを除去する。この後に、第二仕上パッド、
即ち極めて微細な粒子の酸化アルミニウム系の研摩布紙
製品が使用される。この第二パッドは小さい原材料(0.
03〜0.05mm)を除去するが、微細仕上能力を有する。一
工程法または工工程法の選択は、使用されるレンズの型
(ガラス、CR−39プラスチック及びポリカーボネートが
三つの最も普通のレンズの型である)、レンズの曲率
(ジオプター)、形状(円筒形及び球形)、及びレンズ
の大きさを含む幾つかの因子に依存する。一工程レンズ
仕上は、比較的低いジオプター及び中間の大きさ(例え
ば65mm)のプラスチックレンズに関して、最も普通であ
る。
いずれの場合にも、レンズ仕上の主目的は、種々の小さ
い粒径の酸化アルミニウム(0.5〜1.0ミクロンの範囲)
のスラリーでもって通常行なわれる最終の研摩工程、即
ちスラリー研摩工程のためにレンズを調製することであ
る。このような小さい粒径の結果として、スラリーは仕
上プロセス中に得られるレンズから深い引かき傷(例え
ば50〜70ミクロンより大きいRt値)を取り除くことがで
きない。それ故、仕上プロセスまたは予備仕上プロセス
の結果を改良し、こうしてスラリー研摩工程にかかる、
時間及び微細仕上要件の両方の負担を軽減する製品に対
する要望が常にある。
仕上プロセス及びそれを行なうのに適した装置の説明
が、米国特許第3,732,647号(スティス(stith)に付与
された)及び同第4,320,599号(ヒル(Hill)らに付与
された)の明細書に開示されており、それらの完全な明
細書が参考として本明細書に含まれる。スティスは、そ
の特許の第2図に於いて、本発明の一つの特徴により想
像されるような研摩工具を開示している。スティスに提
供された工具の研摩表面78は、可撓性基材材料に接着さ
れた砥粒からなる研摩布紙素材であってもよく、その基
材材料は、順に、スティスに開示された構造により支持
される。
最近、基材上の酸化アルミニウム砥粒(3〜4ミクロ
ン)の隔置された球形の凝集体を特徴とする第二の仕上
パッドが市販されるようになった。砥粒は凝集体中に一
緒に保持され、凝集体はフェノール系結合剤系によりフ
ィルム基材に保持される。仕上操作中に、凝集体は分解
すると思われ、その後、微細な砥粒が放出される。これ
らの放出された砥粒が、得られる微細仕上の責任を負う
と考えられる。
この最近導入された第二の仕上パッドは、その良好な切
削速度及び仕上品質を特徴としているが、それにもかか
わらず、その使用は或種の欠点を伴なう。砥粒は別々の
工程で製造される必要があり、最終製品の製造にコスト
の問題及び品質管理の問題を付加する。更に、凝集体は
仕上工程中に均一に分解し、或量の微細な砥粒を生じ、
最終的には一層微細に仕上げられたレンズを生じると思
われるが、均一な凝集体の分解は、必ずしも、使用中に
達成されるとは限らないようである。しばしば、本発明
者らは、全凝集体が、使用される研摩工具中に支配的な
圧力(1.4kg(20psi))のもとで被覆物から引き離さ
れ、被覆物中に穴を残し、その後、これが不均一な仕上
を生じることがあることを発見した。更に、結合剤系は
溶剤系であり、大気汚染の他に、上記の或種の問題をも
たらす。
本発明の主目的は、被覆研摩剤に特異な表面被覆型模様
(パターン)を有する研摩布紙素材を提供することであ
る。
別の目的は、云わゆる“通常”の研摩布紙素材の問題及
び欠点並びにその製造を伴なわない研摩布紙素材を提供
することである。
本発明の更に別の目的は、種々のラッピング操作または
微細仕上操作、特に、眼鏡分野に有益な研摩布紙製品を
提供することである。
本発明の別の目的は、第二の眼鏡仕上分野及び調節可能
な微細表面仕上及び比較的高い切削速度の組合せを必要
とするその他の分野に適した研摩布紙製品を提供するこ
とである。
本発明の更に別の目的は、基材の表面に被覆された研摩
材の凝集体を有する現在市販されている研摩布紙素材に
より得られる切削に等しい切削と表面仕上の組合せを与
える研摩布紙製品を提供することである。
別の目的は、砥粒と結合剤との間に改良された接着を有
する研摩布紙製品を提供することである。
更に別の目的は、研摩布紙材の改良された製造方法を提
供することである。
本発明の更に別の目的は、第二の眼鏡仕上分野に適した
研摩布紙製品を提供することであり、ここで、その使用
は、改良された予備仕上をもたらし、スラリー研摩工程
に必要とされる時間を少なくし、従来必要とされた全眼
鏡加工時間を総体的に減少する。
別の目的は、従来よりも少ない数の不良品をもたらす、
眼鏡分野に於ける使用に適した研摩布紙製品を提供する
ことである。
全く有利なことに、本発明の研摩布紙素材は、基材の全
表面積よりも少ない表面積が被覆されるという点で、少
ない被覆砥粒を使用するという節約により、製造に経済
性を与える。
別の利点は、本発明の研摩布紙素材が紫外線により数秒
程度以内で迅速に硬化し得る無溶剤の無公害分散液から
製造されることである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的及び本発明の効果、利点は、a)可撓性の寸法
安定性基材、b)基材の一表面に付着され、結合剤中に
砥粒を分散して含有する砥粒含有材を具備してなり、前
記砥粒含有材が非ニュートン性であり、前記結合剤が紫
外線硬化性ポリマーを含み、前記砥粒含有材が基材表面
から離れる方向に減小する幅を有する浮出部を含む複数
の隣接し合った三次元層構造(contiguous three−dime
nsional formulations)を有し、該三次元層構造の少な
くとも一部は砥粒を含まない領域を包囲していることを
特徴とするラッピング用に適した研摩布紙、及び ラッピング用に適した研摩布紙の製造方法であって、
a)紫外線硬化性結合剤中に砥粒を分散した非ニュート
ン性の分散体を得、b)前記の分散体を寸法安定性の基
材の一面に適用して、基材表面から離れる方向に減小す
る幅を有する浮出部を含む複数の隣接し合った三次元層
構造であって該三次元層構造の少なくとも一部が砥粒を
含まない領域を包囲している型模様の砥粒含有材を形成
し、そしてc)前記紫外線硬化性結合剤を紫外線で硬化
させて前記分散体を前記の三次元型模様に固定すること
を含んでなる、研摩布紙の製造方法によって、提供され
る。
本発明は、以下の詳細な説明を読むことに併せて、図面
を参照することにより更に明確に理解される。
図面を参照して、一般に、基材12及びその上表面16に接
着された砥粒含有材の三次元層構造(以下、研摩剤層と
いう。)14を含む本発明の研摩布紙素材10が、第1図に
断面図として示されている。
以下に更に充分に説明されるように、研摩剤層14は、紫
外線硬化性結合剤22中の砥粒20の分散液18を基材12の底
表面(仕上被覆研摩材中の上表面16)に被覆することに
より、基材12の上に設けられる。その後、紫外線硬化性
結合剤22は、結合剤を硬化し、且つ被覆研摩剤層14を基
材に固定するように、紫外線に暴露することにより誘導
された遊離基機構により硬化される。全く有利なこと
に、本発明の分散液は、紫外線により、それ自体を硬化
させる。
第2図及び第3図に更に明瞭に示されるように、研摩剤
層14は、複数の別の平行な列26に対し90度の角度で配置
された複数の平行な列24の比較的一様な格子状の型模様
を特徴とし、前記の列の夫々はその中に複数の研摩剤層
28を有している。次に隣接する列中の研摩剤層は、第2
図に見られるように、左右に、互いに区分されている。
第2図、第4図、第5図から更に理解されるように、夫
々の研摩剤層は、設けられた研摩布紙素材の型模様中の
他の研摩剤層に隣接する。“隣接する”という用語は、
研摩剤層が互いにごく接近していることを表わす。しか
しながら、第5図、即ち100倍の倍率で撮られた研摩布
紙素材の一部の顕微鏡写真を参照することにより良くわ
かるように、研摩層28の幾つかは、次の隣接層と接し、
一緒になるようであり、他の層はそれから若干隔置され
るようである。
被覆研摩剤層28(第1図及び第3図を参照のこと)は、
被覆研摩剤の内部底端30により形成され、これは、順
に、被覆研摩剤のない基材12の上表面16の領域32を形成
する。研摩剤層28の夫々は、それらの上部で上端34(第
3図を参照のこと)により更に形成され、この上端は、
順に、被覆研摩剤のない若干大きい領域36を形成する。
夫々の研摩剤層の上端及び底端を連結するのは、第1図
及び第3図を参照することにより最も良くわかるよう
に、研摩剤の内壁38であり、これは、層の上端34から内
部底端30へと、若干凹形で内側に向って次第に傾斜する
傾向がある。
型模様中で互いに隣接するこれらの被覆研摩剤層28に関
して、上端34は時として他の上端と連結されるか、ある
いは一体となり、これにより、単一の上端または合わさ
れた上端を与えることが、図面、特に第6図を参照する
ことにより理解される。しかしながら、その他の研摩剤
層28は、その特別な研摩剤層を囲み、かつそれをそれに
隣接するこれらの層から離す、はっきりした外壁39によ
り形成される。第4図、第5図を参照することにより更
に理解されるように、これらの特別な研摩剤層28は、互
いに多少分離されているが、その特別な被覆研摩剤層を
囲むマトリックス40(第5図参照のこと)により相互に
結ばれているようであり、このようなマトリックスはそ
の他の隣接する被覆研摩剤層と共有される。マトリック
ス40は、図面に見られるように、隣接する研摩剤層の外
壁39と一緒になって、上表面16の研摩剤の連結層を与え
る。それにもかかわらず、重要なことに、この層または
マトリックス40(隣接する層の上端が連結される場所を
除く)は、研摩剤層28の上端34より低い水準にある(第
1図を参照のこと)。こうして、本発明の特異な表面の
型模様を有する研摩剤の不連続層に相当するものが、も
たらされる。
研摩剤層の上端34がとる特別の形状は、研摩布紙素材の
製造に使用されるグラビアロールの表面中に施される特
別の型模様に若干依存する。被覆研摩剤層の上端により
形成される更に好ましい形状は、第2図に示されるよう
に、一般には六角形である。しかしながら、重要なこと
は、基材12及びその上に設けられた研摩剤被覆物中に研
摩剤被覆物のない領域を形成する上端が形成されること
である。こうして、設けられた型押した表面被覆物は、
被覆研摩剤の不連続表面を与える特異な表面の微細構成
を有する。従来の経験に反して、本明細書に記載され
た、このような型押した被覆物は、接着剤/砥粒スラリ
ーを基材にグラビアロール被覆することにより得ること
ができることは、全く驚くべきであり、全く予期しない
ことであった。このような被覆方法は、このような型模
様の単に輪郭だけでなく、グラビアロールに刻まれたデ
ザインにより反映される型模様を移す。それにもかかわ
らず、被覆分散液の粘度が上昇するにつれて、図面に開
示されているような不連続の型模様が急に生じるまで、
不充分な被覆物が得られることが発見された。更に、こ
のような型押した被覆物が眼鏡仕上に優れた性能を示す
ことを見い出すことは、全く驚くべきことであった。
本発明の型押した被覆研摩剤層に使用される接着剤また
は結合剤は、本質的には、モノ−、ジ−、及びトリ−ア
クリレート官能基を有する放射線硬化性モノマーの特異
な組合せを含む。重要なことには、一官能モノマーは、
N−ビニル−2ピロリドン、即ち三級アミンの環状アミ
ド誘導体である。このようなモノマーは、それが接着結
合剤と砥粒との間に改良された接着剤を与えるという点
で特異なだけでなく、それが本発明の実施に使用される
接着剤/砥粒スラリー中の砥粒の良好な分散液を生じる
という理由で特異であることが発見された。これは、明
らかに、酸化アルミニウム粒子が使用される場合には、
このようなモノマーが親水性であるという事実に帰因す
る。しかしながら、本発明者らは、この理論に制限され
ることを望まない。また、重要なことは、ビニルピロリ
ドンモノマーが接着剤配合物中で反応性希釈剤として作
用することであり、これにより、所望の粘度及び結合剤
/接着剤粒子分散液のその他のレオロジー的性質が所望
により調節し得る。
しかしながら、制限された量のビニルピロリドンのみが
接着結合剤配合物中に使用されることが重要である。後
に更に詳しく開示するように、このようなモノマーは、
紫外線暴露による接着剤配合物の硬化と共にのみ共重合
しようとする。こうして、結合剤組成物中のビニルピロ
リドンの量は、約20重量%未満、一般には約15重量%未
満であるべきである。更に好ましい配合物は、約10〜15
重量%のビニルピロリドンを含む。ジアクリレート官能
基を有するモノマーに関して、このような組合せ、即ち
ジアクリル化エポキシオリゴマー及びジアクリレート
が、結合剤配合物中で使用されることが好ましい。好ま
しいアクリル化エポキシオリゴマーは、ビスフェノール
A型のエポキシ樹脂のジアクリレートである。このよう
なアクリル化オリゴマーは、セラニーズ・コーポレーシ
ョン(Celanese Corporation)からセルラド(Celrad)
として、インターレッツ社(Interez,Inc.)からノバキ
ュアー(Novacure)として、このような商品名で容易に
商業的に入手される。好ましいこのようなオリゴマー
は、アミン変性アクリル化エポキシモノマーである。更
に、好ましいこのようなジアクリレートオリゴマーは、
約250〜900のアクリル単位当りの平均分子量を有し、27
0〜400の範囲が最も好ましい。
この型の全ての実用的な製品中に特徴的に存在する、少
量の高級及び低級のオリゴマーは、既知の有害な効果を
もたない。未置換アクリレート基を末端にもつオリゴマ
ーが好ましいが、メタクリレートまたはその他の置換ア
クリレート基がまた使用し得る。
好ましいジアクリル化モノマーはヘキサンジオールジア
クリレート(“HDOPA")であるが、或る場合には、テト
ラエチレングリコールジアクリレート及びトリプロピレ
ングリコールジアクリレートがまた使用し得る。本発明
の満足な被覆研摩製品を得るためには、相当な量のトリ
アクリル化モノマーを使用することが、必要である。ト
リメチロールプロパントリアクリレート(“TMPTA")
が、本発明の実施に通常好ましい。主として、その理由
は、市販のトリアクリル化モノマーの全てがアレルギー
性皮膚反応を殆ど起こさないようであることが報告され
ているからである。しかしながら、分子中に4個以上の
アクリレート基を有する少量のアクリル化モノマーがト
リアクリレートの一部に代えて使用し得る。
ジアクリル化モノマー及びトリアクリル化モノマーの相
対量は、被覆に好適なレオロジー的性質、特に粘度を与
え、並びに接着剤により最終的につくられる研摩布紙素
材に有効な粉砕特性及び/または仕上特性を与えるため
に、接着剤混合物中のその他の成分、例えばビニルピロ
リドン及びアクリル化エポキシオリゴマーの変化と共
に、調節される。
約0.45の重量比のHDODA及びTMPTAの混合物が好ましい。
本発明に使用される全ての型のアクリル化モノマーに関
して、未置換アクリレートが好ましいが、メタクリレー
トの如き置換アクリレートが使用し得る。好適なモノマ
ーのアクリレート単位当りの平均分子量は95〜160の範
囲であり、95〜115が好ましい。
本発明の好ましい結合剤組成物は、約25重量%〜約40重
量%のトリアクリ化モノマー(TMPTA)、10重量%〜約2
0重量%のジアクリル化モノマー(HDODA)、及び約20重
量%〜約50重量%のアクリル化エポキシオリゴマーを含
むべきである。また、重要なことには、結合剤組成物は
約10〜20%のビニルピロリドンを含む。
また、結合剤組成物は、上記の放射線硬化性成分を硬化
するために、光重合開始剤を含むべきであり、これは硬
化を開始するのに使用される紫外ランプからエネルギー
を充分吸収し、それをアクリレートモノマーに伝える。
使用される光重合開始剤の量及び種類を決める方法は紫
外線硬化表面被覆の分野で通常であり、同じ方法が本発
明の目的に有効であることがわかった。光重合開始剤の
量は、一般に、使用される接着剤の量に対し約0.5〜7.0
重量%である。
本発明の仕上製品の実施態様に関し、本発明の実施に使
用するのに好ましい光重合開始剤は、2,2−ジメトキシ
−2−フェニルアセトフェノン(以下、DMPAと称する)
である。しかしながら、また、2−クロロチオキサント
ン、ベンゾフェノン、及び1−ヒドロキシシクロヘキシ
ルフェニルケトンが、当業界で既知の多くのその他の光
重合開始剤と一緒に使用し得る。
また、その他の成分、例えばカップリング剤及び接着促
進剤、並びに特別な研摩製品に与えるための着色剤が結
合剤組成物中に含まれるのに有益な場合があることがわ
かった。接着促進剤の例は、10〜20個の炭素原子を有す
る少なくとも一つの有機基を含む有機シラン及び有機チ
タネートである。しばしば好ましい材料、特にレンズ仕
上に使用される製品に関して好ましい材料は、テトラキ
ス〔(2,2−ジアクリルオキシメチル)1−ブトキシ〕
チタンジ(トリデシル)モノ酸ホスファイトである。着
色剤の場合、その他の成分と同様に、紫外線を不当に吸
収せず、こうして結合剤の放射線硬化性成分の硬化を妨
害しない着色剤を選ぶように注意する必要がある。被覆
組成物で、通常であるように、本明細書に開示された結
合剤組成物はまた、好適な界面活性剤及び発泡抑制剤を
含んでもよい。
本発明の実施に使用するのに最適であることがわかった
砥粒は、特別な適用及び結合剤の硬化方法に若干依存す
る。本発明の実施に有益な結合剤組成物は、全く有利な
ことに、紫外線により硬化し得ることがわかった。こう
して、白色の酸化アルミニウム砥粒は、そのものが紫外
線の強い吸収剤でないので、通常好ましい。更に、この
ような鉱物は光を散乱し、本発明に於ける紫外線硬化に
有利である。更に、第二の仕上用途に関し、本発明者ら
は、好適であるとわかった最も好ましい砥粒が高純度の
酸化アルミニウム砥粒であることを発見した。それにも
かかわらず、如何なる砥粒が使用されるにしても、それ
は、結合剤の硬化を妨害しないように、紫外線に対して
充分な透過率を有する必要がある。
これらの要件を満たす代表的な砥粒は、精密分粒された
酸化アルミニウム(ノートン・カンパニィの製品)であ
る。更に、このような砥粒は、所望より、“バージン”
粒子と称することができ、この用語は、それが、湿潤
性、分散の容易さを改良するため、あるいは凝集を減少
するため通例に添加される添加剤を含まないことを意味
する。このような添加剤は、放射線硬化性配合物中の砥
粒の適当な作用に有害であることが発見された。それら
は、酸化アルミニウム粒子の表面の親水性を増大する傾
向があり、これは、粒子が放射線硬化性の一般に疎水性
の被覆物液体中に分散される場合に、望ましくない。更
に、本発明に使用される砥粒は、空気分級され、即ち、
出発する酸化アルミニウム粒子混合物の分粒工程中に、
水または分散剤が使用されない。
使用される砥粒の粒径は、研摩布紙素材が意図される特
別な仕上操作またはラッピング操作に応じて若干変化す
ることがある。しかしながら、一般には、使用される砥
粒の大きさは、約0.2〜35ミクロンであるべきである。
眼鏡仕上操作中の第二仕上のための製品に関して、好ま
しい粒径は約0.5〜12.0ミクロン、更に好ましくは約2
〜4ミクロンである。被覆研摩材が第一仕上用途に意図
される場合には、粒径は約12〜20ミクロンの範囲であり
得る。カムシャフトの仕上のための研摩布紙素材は、約
9〜30ミクロンの範囲の砥粒を有する場合がある。
精密アルミナ粒子は、研摩材業界に公知の技術による空
気分級により平均(公称)粒径の適当な分級物に区分け
される。本発明に於いて、第二仕上用途に関し、最も有
効であるとわかった公称粒径は、上記の如く、0.5〜12
ミクロン、更に好ましくは2〜4ミクロンである。第二
仕上用途に最も好ましい空気分級した砥粒は、約3ミク
ロンであり乾式粉砕されるべきである。空気分級(精密
分粒)した粒子は本発明の実施に使用するのに最も好ま
しい。何となれば、湿式分級では、ケイ酸ナトリウムま
たはポリアクリル酸ナトリウムのような種々の有機化合
物の如き、分散助剤が良好な水性分散液を得るのに必要
であるからである。分散助剤は、粒子の表面に残存して
それらを親水性による傾向がある。“精密分粒された”
という用語は、特別な大きさに関して、平均からの偏差
が、いずれの方向にも、記載された等級の4倍より大き
いことはあり得ないことを意味する。本発明の更に好ま
しい第二仕上製品に関し、被覆される分散液中の砥粒対
結合剤の質量比は約1.0〜約3.0、更に好ましくは約1.5
〜3.5であることが、更に好ましい。
砥粒粒子は、液体結合剤成分中に分散される前に、カッ
プリング剤で前処理されることが、特に、第二仕上用途
に有効な製品に重要であることが、発見された。好まし
いカップリング剤は、ダウ・コーニング社(Dow Cornin
g Corp.)から商品名Z6030として、ユニオン・カーバイ
ド社(Union Carbide Corp.)から商品名A−174とし
て、市販されるγ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシランである。粒子表面に結合されるシランの量
は、酸化アルミニウム砥粒またはその他の砥粒の重量基
準で約0.1%〜5%、更に好ましくは約0.2%〜約1.0%
の範囲であることが好ましい。所望により、その他のカ
ップリング剤が、その代わりに使用し得る。例えば、ビ
ニルシラン、ビニル−アルキルシラン、シクロヘキシル
シラン、またはアクリルオキシシラン、メタクリルシラ
ン等が、本発明の実施に使用するのに適することがあ
る。また、アミノシランが本発明の実施に有効であるこ
とがある。シランは、砥粒への適用の前に、まず、水ま
たは水:メタノール(例えば、9:1の溶液)の溶液に溶
解される。しかしながら、A−174シランは、適用前
に、好ましくは脱イオン水中で、加水分解されることが
好ましい。砥粒をこのようなカップリング剤で処理した
後に、このような前処理粒子は、乾燥を受ける前にコン
ディショニング期間または熟成期間を経ることが更に好
ましい。このような熟成期間は、数時間、例えば一夜乃
至15〜18時間続くべきである。次に、前処理砥粒は、10
0℃以上の温度で数時間、例えば110℃で4時間乾燥さ
れ、その後、それらは凝集物をこわすために篩にかけら
れる。
本発明に使用するための基材は、関係する特別な用途に
或る程度依存する。眼鏡レンズ仕上用途に関し、製品は
通常濡れて使用されるので、基材は防水性であるべきで
あること、基料の厚さ及び滑らかさは更に下記される製
品の厚さ及び滑らかさを得ることを可能にすべきである
こと、及び基材材料に対する接着剤の接着力は製品の使
用中の研摩剤/接着剤被覆物の重大な落下を防止すのに
充分であること、が必要である。これらの要件は、基材
材料として可撓性で、しかも寸法安定性のプラスチック
フィルムまたは防水紙の使用により、殆ど容易に満足さ
れる。最も好ましいフィルム基材は、ポリエチレンテレ
フタレートフィルムである。それにもかかわらず、或種
の用途に関して、その他のポリマーフィルム、例えばポ
リカーボネートフィルムが好適であることがわかる。こ
のような基材材料は、一般に、表面型模様の被覆研摩剤
とポリエステル基材との間の接着を促進するために、下
塗され、もしくは前処理される。このような下塗され、
もしくは前処理された種々のポリエステルフィルム、例
えばICIアメリカンズ(Americans)Inc.からのメリネッ
クス(Melinex)505ポリエステルフィルム、アメリカン
・ヘキスト・コーポレーション(American Hoechst Cor
po−ration)からのホスタフォン(Hostaphon)4500、
及びE.I.デュポン・デ・ネモアス・カンパニィ(Dupont
de Nemours Co.)から市販されるマイラー(Mylar)30
0XMが、本発明の実施に適することがわかる。このよう
なフィルムは、米国特許第4,476,189号(1984年10月9
日に発行され、“Copolyester Primed Polyester Film"
と題する)の明細書、及びB.リー・カインドベーグ(Le
e Kindberg)博士著、“Polyester Film for Printin
g"、即ち“Screen Printing"に1982年5月に発表された
論文に開示されており、その特許及び論文の完全な開示
が参考として本明細書に含まれる。
基材の厚さは、本発明の研摩布紙素材の特別の用途に或
る程度依存する。それは、目的とする用途に関して型押
し被覆物を支持するのに所望される強さを与えるために
充分な厚さのものであるべきである。それにもかかわら
ず、それは、研摩布紙製品の所望の可撓性に悪影響しな
いように、それ程厚くあってはならない。典型的には、
基材は約10ミル未満、好ましくは約2〜5ミルの範囲の
厚さをもつべきである。
本発明の研摩布紙素材10の連続式製造に於いて、第6図
に開示されるように、基材12は、通常の巻出スタンド
(図示されていない)に設けられた、そのロール42から
通常の方法で取り出される。巻出スタンドは、通例に従
って、ブレーキが取り付けられて、基材の巻出に対して
所望の抵抗を与える。基材12は、図示されるように、参
照番号44,46,48及び50により示される1個以上の好適な
ロールのまわりの巻出領域から、一般に参照番号52によ
り示される被覆領域へと移動し、ここでそれは矢印で示
される方向に回転するロール54とグラビアロール56によ
り形成されるニップの間に通される。その後、その上に
研摩被覆物14が被覆された基材12は、1個以上のロール
58,60のまわりを通って化学線、例えば紫外線の光源62
に送られ、この光源は所望の硬度への結合剤組成物の硬
化の手段を与える。ロール64,66は、研摩布紙素材が硬
化領域中を水平配置で移動することを与える。硬化領域
から、研摩布紙素材10は、ロール68以上を通って、一般
に参照番号70により示される通常のテークダウン(take
down)組立装置に移動し、この装置はロール72、ゴム被
覆ロール74、及び圧縮空気により駆動されるテークダウ
ンロール76を含み、このロール76は通常の技術に従って
作用して研摩布紙材のしわのない堅く巻かれたロールを
与える。
化学線の光源の輻射出力は、通常の紫外線源により与え
ることができる。例えば、本発明の実施に際し、紫外線
を発生する構成部品は、一つの型D、続いて一つの型H
ランプが取り付けられた連続式の型F44010ランプホルダ
ーであった。幅1インチ(2.54cm)当り300ワットの全
エネルギー出力が与えられる。夫々のランプの電力源
は、タイプP140Aと称されるものであった。
或る場合には、所望により、付加的な入熱が、通常の熱
手段により与えることができる。しかしながら、主な考
慮事項は、紫外線源62とテークダウンゴム被覆アイドラ
ー接触ロール72との間に配置される、その他の源(図示
されていない)からの任意の入熱と共に、紫外線源62の
輻射出力が、研摩布紙素材がロール72に達する前に、結
合剤の所望の硬化を生じるのに充分でなければならない
ことである。
紫外線並びに使用される補助的な加熱に対する研摩布紙
素材の暴露の強さ及び時間は、紫外線への暴露により硬
化される接着剤による被覆の業界で公知の方法により決
められ、必要により、製造された研摩布紙素材の粉砕性
能またはその他の表面仕上性能の試験により補完され
る。
レンズ仕上用途に関し、被覆物そのものの厚さは本来重
要ではないが、基材と表面被覆物とを合わせた厚さは、
当業界の規格として確立されて来ており、通常のバック
アップ研摩工具支持体と共に使用される場合には、適当
なレンズ曲率を与えるために信頼される。当業界で確立
された厚さの範囲175〜230ミクロンは、本発明に従って
容易に得ることができる。厚さの均一性は本来重要であ
る。何となれば、被覆物の厚さが研摩剤の或る部分から
別の部分へと過度に変わる場合には、レンズの一部が、
研摩材の低スポットの結果として適当な研摩を免れるこ
とが可能であり、また研摩材の高スポットにより過度に
薄くされることが可能であるからである。単一レンズに
関して使用される、基材と被覆研摩材の部分の表面上の
パターン化した接着剤/研摩剤層と合わせた厚さは、通
常のマイクロメーター(これは少なくとも0.05cm2の領
域上の被覆物の局所高スポットの厚さを測定する)の如
き装置で測定した場合、25ミクロン以上変化すべきでは
ない。
しかしながら、第1図〜第5図に示されるように、結合
剤中に分散された砥粒の型押した表面被覆物を得る際に
は、特別なグラビアロールの使用並びに非ニュートン流
れ特性を有する結合剤/粒子分散液の使用が、重要であ
る。本発明の実施に際し、コンソリデーティッド・エン
グラベラ社(Consolidated Engravera Corp.)から市販
されている80−Hex,R−11グラビアシリンダーが使用さ
れた。このような表示に於いて、80は線状の1インチ
(2.54cm)当りのセル(この場合には、六角形のセル)
の数を云い、R−11はセルを生じるのに使用された特別
な工具を表わすことが、グラビア印刷の業界で公知であ
る。この最後の数は、セルの深さに関係し、こうして80
HexとR−11との組合せは、特別のセルの形状並びにセ
ルの容積を規定する。この特別なロールの全理論セル容
積は、22.1×109立方10億ミクロン/平方インチ(cubic
billion microns/in2)である。夫々のセルは、0.0049
インチ(0.012cm)の深さを有する。しかしながら、そ
の他の製造業者は、同じ型模様または類似する型模様を
有するロールを製造しており、このようなロールは、そ
れらが本明細書に記載されたその他の要件を満たすこと
を条件として、また有効であることがわかる場合があ
る。
分散液被覆物は、製造される型付表面被覆に関して、高
粘度で、しかも非ニュートン液体の流れ特性を有する必
要があることを、本発明者らは発見した。そうしない
と、分散液被覆物が基材に移される時に、連続の表面被
覆物が生じる。分散液被覆配合物の特別な粘度は、当業
者により容易に理解されるように、勿論、互いに組合せ
た幾つかの因子、例えば使用される特別な成分、分散液
中のそれらの相対重量、砥粒の相対量及び存在し得るそ
の他の固体に依存する。本明細書に開示された型押した
表面被覆物の製造に適した分散液粘度の例として、その
粘度は24℃(76°F)で約1750cps(ブルックフィール
ド粘度計、スピンドル♯2,6rpm)及び3400Ccps(スピン
ドル♯2,30rpm)であるべきであり、これは分散液が非
ニュートン液体の流れ特性をもつことを示す。重要なこ
とに、被覆分散液の粘度をおそらく変えることができ、
被覆の容易さを増すことができる熱は、被覆分散液に適
用されない。
ここで申し述べられる説明に拘束されるものではない
が、比較的高い分散液の粘度、非ニュートン液体の流れ
特性、及びグラビアセルの特異な組合せが、被覆物表面
に形成される特別な型模様の原因であると考えられる。
こうして、個々のグラビアセルは分散液被覆材料により
わずかに不完全に充填されることが可能であり、こうし
て、連続的な被覆物を形成することが不可能になる。完
全に充填されたグラビアセルのごく周辺からの液体のご
く少量の移動は、別の説明を与えることになるかもしれ
ない。いずれにしても、本発明者らは、この出願に開示
されたような特別な紫外線硬化性被覆配合物でもって、
パターン付き被覆物を繰返し、再現性よく形成すること
が可能であり、一方、パターン化されない被覆物は比較
的低粘度の被覆液体または低い粒子対樹脂の比をもつ分
散液から得られることを、発見した。この比は、使用さ
れる粒子の重量を、配合物中に存在するオリゴマー及び
モノマーの合計重量で割ることにより得られる商として
定義される。一般に、このような比は、約1.5〜約2.5の
範囲にあることが好ましい。
また、異なるセルの型模様、例えば方形、ピラミッド形
の型模様を有するその他のグラビアロールが、本発明で
得られる六角形の型模様以外の被覆研摩剤の有効な幾何
学的型模様を形成する表面被覆物の製造に適するとわか
る場合もある。但し、被覆される分散液が、本明細書に
記載されたその他の条件を満たすことを条件とする。
〔実施例〕
本発明の好ましい実施態様は、以下の実施例により更に
理解し得る。ここに記載された調製は、特にことわらな
い限り、質量または重量を基準とするものと理解すべき
である。
例1 眼鏡の第二仕上操作に適した研摩布紙製品 着色剤及び砥粒を除いた、下記の成分を、特別な注意を
せずに、一緒に容易に混合して“透明な液体”を生成し
た。その後、このクリアーコートの約3/5を着色剤と少
なくとも15分間別々に混合して充分な混合を確実にし
た。その後、クリアーコートの残りを添加し、均一な色
が得られるまで混合した。
その後、混合成分と砥粒との分散液を、通常の技術に従
って、通常のロス(Ross)型二重プラネタリミキサー
で、中間速度で30分間で調製した。成分 重量部 エポキシ樹脂のアクリレートエステル(セルラド3600)
1 100 トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)213
2 1,6−ヘキサンジオールジアクリレートモノマー(HDOD
A)3 60 N−ビニル−2ピロリドン(V−ピロール)4 60 反応性アクリル系顔料(ペンカラー9R−75)5 10 チタネートカップリング剤(KR−55)6 1 フルオロケミカル界面活性剤(FC−171)7 2 ジメトキシフェニルアセトフェノン(イルガキュアー
(Irgacure)651)8 18 消泡剤(Byk−A−510)9 2 シラン処理酸化アルミニウム砥粒 870 (3ミクロン) 1.セルラド3600は、ノバキュアー3600(実施例5)と同
様に、ビスフェノールA型のアミン変性ジアクリル化エ
ポキシオリゴマーである。
2.TMPTAはインターレッツ社から供給された。
3.HDODAはセラニーズ・プラスチック・アンド・スペシ
ャルティズから供給された。
4.V−ピロールはGAFコーポレーションから供給された。
5.ペン・カラー社から入手し得るペンカラー9R−75は製
品に紫色を与える。所望により、その他の着色剤が使用
し得る。
6.ケンリッチ・ケトロ・ケミカルズ社から入手し得るKR
−55は、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブ
トキシ)チタンジ(ジトリデシルホスファイト)であ
る。
7.3M社から入手し得るFC−171は、フルオロカーボン界
面活性剤である。
8.チバ・ガイギィ社から入手し得るイルガキュアー651
は光重合開始剤である。
9.BYKマリンクロット(Mallinkrodt)社から入手し得る
ByK−A−510は破泡剤(発泡抑制剤)を含む溶剤であ
る。
混合物の粘度(24℃(76゜F))を測定したところ、1750
cps(ブルックフィールド粘度計、スピンドル2,6rpm)
及び3400cps(スピンドル2,30rpm)であり、これは分散
液が非ニュートン性であることを示した。
上記の被覆研摩剤分散液を、通常の80Hex,R−11グラビ
アシリンダーを用いて、ICIアメリカンズInc.から市販
される3ミルのメリネックス505(商標)ポリエステル
フィルム(接着を促進するために前処理された二軸延伸
した高透明度フィルム)に30フィート(9.1m)/分のウ
ェブ速度で被覆した。被覆研摩剤層を、2個のフュージ
ョン(Fusion)社の中間圧力水銀蒸気ランプで硬化し
た。1リーム(ream)当り0.8ポンド(0.4kg)の被覆重
量を、ポリエステルフィルム基材の上に設けた。1リー
ムは330平方フィート(30.7m2)の被覆面積に相当す
る。
グラビアロール56の速度をそのロールの周速が基材の線
速度とつり合うように保った。フィルム基材料との接触
の前に、グラビアロールの湿った表面をトレイリング・
ドクター・ブレード78でぬぐった。型304ステンレス鋼
でつくられ、厚さ203ミクロン、幅5cm、ブレード角度97
°のベントン(Benton)型Aブレードは、接触位置でウ
ェブに対して46°の角度で使用される場合に、満足であ
ることがわかった。使用したブレードは、インプット・
グラフィックス社(Input Graphics,Inc.)により供給
された。基材を、非駆動式の自由に回転するゴム被覆バ
ックアップロール54により被覆ニップ中に支持した。こ
のロール上のゴムはショアーA−75の硬度を有してい
た。被覆物の清浄を保つ便宜のため、基材上の各端部上
の幅約6mmの領域がニップ中の圧力を受けず、こうして
被覆されないように、バックアップロールに、一般にア
ンダーカットを付けた。
接着剤/砥粒スラリーを、被覆パン80(これは、図示さ
れない循環ループにより一定の水準まで充填するように
保たれた)からグラビアロール56に供給した。循環ルー
プ中のポンプは、スラリーの一定の撹拌を維持し、その
結果、稠密な研摩剤成分の沈降はかなりの程度には生じ
なかった。このパンには熱をかけず、分散液を室温、即
ち約22℃〜27℃(72゜F〜80゜F)で被覆した。
フィルム基材を、通常の技術に従って、フェルトワイパ
ー82の間に通して、それから外来粒子を除去した。これ
らの外来粒子は、被覆物の均一性または基材に対するそ
の接着性を損なうおそれがある。通常のように、適当な
地面に接続された、ゆるく吊下げられた銅糸を被覆ライ
ンに設けて、静電気の危険な蓄積を排除する。
グラビアロール56は、上記のように、その表面に施され
た、1インチ(2.54cm)当り80個の六角形のセル86を有
する(第5図を参照のこと)。セルは、図示されるよう
に、グラビアロール56の長さ方向に延びる、セルの列中
に設けられている。次の隣接する列中のこれらのセル86
は、それの次の列中のセルの左右にジクザクに配置され
ている。こうして、被覆ロール中の特別なセルは、その
他のセルと接触しており、セルの型模様の端部の内側の
セルは、複数(この場合には6個)の別のセルにより囲
まれる。
分散液を被覆した基材を、幅1インチ(2.54cm)当り約
300ワットの輻射力を有する水銀蒸気紫外線ランプの出
力に、約20〜40フィート(6.1m〜12.2m)/分のウェブ
速度で、約2秒間暴露した。
第1図〜第5図に示されるような、研摩布紙素材の特異
な三次元の均一な厚さの型模様を得た。被覆研摩模様
は、複数の被覆研摩剤層28(その夫々はその他のこのよ
うな被覆研摩剤層に近隣し、そのうちの幾つかがこのよ
うな層と相互連結している)により形成されることが見
られる。被覆研摩剤層の夫々は、底端部30により形成さ
れ、この底端部は、ほぼ円形であり、しかも被覆研摩剤
を含まない基材の領域32を形成する。夫々の被覆研摩剤
層28の上部は更に上端34により形成され、この上端は、
順に、被覆研摩剤を含まない若干大きな領域を形成す
る。これらの二つの端部は、研摩剤被覆物の傾斜する内
壁38により一緒に連結され、この内壁は、第3図から最
も良くわかるように、若干凹形で上部から底部へと若干
内側に湾曲している。第2図に示された白色領域から理
解されるように、このような領域は砥粒の存在を示し、
型押した被覆物中の砥粒粒子は、被覆研摩層の上端で若
干濃厚にされる。それにもかかわらず、写真中の白色領
域が示すように、砥粒粒子20は、上端34から底端30ま
で、被覆研摩層中に分散され、上部から底部へと濃度が
若干減少している。一般に、設けられた被覆研摩剤の型
模様は、複数の空隙領域、即ち被覆研摩剤のない領域を
夫々形成する複数の研摩層により形成される。型模様
は、火山中に見られるような複数のかなり一様なクレー
ターを有する表面の外観を有する。クレーターは、平行
な列で配置され、すぐ隣の列中で左右に互いにずれて置
かれ、これにより、クレーターの垂直の列及び水平の列
と称することができるもの並びに被覆研摩剤層のグリッ
ト状の型模様が生じる。
スノウフレーク仕上パッド、即ち第8図に示された形状
を有するパッド88を、通常の技術に従って、の研摩布紙
素材から切出した。その後、仕上パッドを標準の二工程
この仕上操作を用いて、通常のコバーン型式−505眼鏡
仕上機械で試験して円筒形のジオプター6.25、直径10cm
のプラスチックレンズの仕上を完結した。パッドを常法
で粘着剤により、前記のスティスの特許に記載された研
摩工具バックアップ構造に取り付けた。レンズブランク
の初期の厚さを測定し、レンズを所定の位置に固定し
た。研摩布紙素材研摩工具をレンズブランクに押しやる
圧力を20psi(1.40kg/cm2)の力に調節した。その後、
機械を3分間運転した。その時間中、レンズ及び研摩工
具を水で浸した。
第二仕上用途に関するこの試験の成功した結果について
規定された規準は、(1)レンズの中央から0.03mm〜0.
06mmの除去、(2)6〜8ミクロン未満のAA及び約60ミ
クロン未満のRt(表面測定装置の標準の横断範囲内の最
も深い単一の引かき傷の深さ)のレンズ表面仕上、
(3)レンズ表面の全体の一様性、及び(4)研摩布紙
研摩工具の被覆物の認められる程度の落下のないこと、
である。レンズを取り出し、最終の厚さを測定した。仕
上を、通常の技術に従って、スートロニック(Surtroni
c)3装置で測定した。
研摩剤の凝集体をその上に施した、前記の市販の研摩布
紙素材から切出したスノウフレーク仕上パッドを対照と
して使用した。これらのパッドを、本発明の製品と同様
に、上記の方法で、コバーン型式−505眼鏡仕上機械で
試験した。
二つの異なる研摩布紙素材からのスノウフレーク第二仕
上パッドを比較する、二つの試験の結果を、下記の表I
に示す。
表Iに示されように、本発明の研摩布紙素材により得ら
れたスノウフレークパッド、及び凝集体研摩材により製
造されたスノウフレークパッドは、性能が同等である。
それ故、満足な切削速度及び微細レンズ仕上が、本発明
の非凝集砥粒を含む被覆物により得ることができ、これ
はスノウフレックパッドの製造に関して研摩材の製造コ
ストのかなりの低減をもたらす。
別の比較により、裏部材上に連続被覆物を有する研摩布
紙素材を、型押しした被覆物に関して使用した分散液と
同じ分散液からつくった。コンスラー(Consler)線巻
被覆バーを、六角形のセル構造を有するグラビアシリン
ダーに代えて使用して、型押した被覆物の重量に匹敵す
る被覆重量を得た。表Iに示されるように、許容し得る
仕上品質が連続被覆材料から得られたが、切削値は、そ
れが必要とされる0.03〜0.06mmの値を下まわるので、不
満足であると見られる。更に、連続の、即ちパターン化
しなかった被覆物を有するスノウフレーク仕上パッドで
は、仕上工程後に、研摩布紙素材の侵食または落下が、
実証される。また、このような特徴は、不満足な性能を
示す。
この実施例に使用した砥粒は、精密分粒したバージン酸
化アルミニウム(ノートン・カンパニィー型7920)であ
る。これらの砥粒粒子を、更に普通の安価な沈降分級法
またはスラリー分級法により分級するのに代えて、空気
分級した。スラリー分級法は、個々の粒子に多量の表面
に結合された水を導入する傾向がある。このような結合
水は、順に、粒子を、親水性にし、かつ、以下に良く理
解されるように、主として疎水性の成分を含む、使用さ
れる放射線硬化性結合材系に有効でないようにする。
砥粒は、所望の大きさの範囲に分級した後に、脱イオン
水:A−174の50:50の混合比で溶解されたγ−メタクリル
オキシプロピルトリメトキシシラン(ユニオン・カーバ
イド社から市販される商品名“A−174")の希薄溶液
を、通常のホバート(Hobart)ミキサー中で15分間混合
することにより、砥粒粒子に噴霧することにより処理し
た。50:50の混合物は、砥粒との混合の前に、そのもの
が透明溶液(これはA−174が加水分解したことを示
す)となるまで、撹拌した。その後、加水分解したA−
174を、砥粒と、30gの加水分解したA−174:1500gの砥
粒の量で、混合し、その後シランで前処理した砥粒を、
乾燥する前に18時間“熟成”させた。その後、熟成した
シラン処理砥粒粒子を110℃で4時間乾燥し、ついで被
覆粒子を通常の技術に従って所望の大きさの範囲に粉砕
し、78ssワイヤーにより篩分けした。粒子によるシラン
の付着量を測定したところ、砥粒の重量基準で約1%で
あった。
眼鏡レンズ仕上に関する候補材料の性能は、通常、使用
した仕上パッドに対する研摩布紙素材の侵食の微候の有
無と一緒に密接に関連して形成される仕上品の品質に関
して規定される。特に仕上パッドの端部に於ける、小さ
い領域からの被覆物の侵食または除去は、通常、信頼し
得ない製品の性能の微候としてとられる。侵食を示す被
覆物は、通常、排斥される。レンズの仕上品質は、仕上
レンズに沿って種々のスポット(例えば、中央及び左、
右の端部)に於ける痕跡から計られるRa値及びRt値によ
り普通測定される。これらの統計的なパラメーターの意
味は、当業者に公知である。これらは、Industrial Met
al Products Incorpo−rated(IMPCO)による“An Intr
oduction to Surface Texture and Part Geometry"と題
する刊行物に明記されており、その完全な開示が参考と
して本明細書に含まれる。一般に、Raは、平均の表面の
荒さの目安である。異なるトポロジーの多くの表面は同
様のRa値を生じることがあるので、この数値は同じ表面
から生じるその他のパラメーターにより通常補完され
る。眼鏡仕上分野では、RtがRa測定を補完するのにしば
しば使用される。Rtの値は、仕上後のレンズ表面上に残
存し得る溝または引かき傷の深さの目安である。これら
の引かき傷は、スラリー研摩法でレンズ表面から除去さ
れる必要がある。
例2 空気分級粒子に対してスラリー分級された精密分粒砥粒
を用いる研摩布紙製品の比較 パターン化研摩布紙素材を、例1に示したようにして、
製造した。しかしながら、使用した酸化アルミニウム砥
粒は、異なる精密分粒酸化アルミニウム粒子(ノートン
−型7995)であった。しかしながら、この型の粒子に関
して、砥粒粒子は、空気分粒されるのではなく、スラリ
ー分粒される。これは、分散助剤としてケイ酸塩を含む
スラリーを用いて、通常の技術に従って行なわれた。ス
ノウフレークパッドを、この研摩布紙材により切削し
て、前記のように試験した。使用したパッドは、過度の
侵食を明らかに示し、これはその製品がこの種の用途に
全く不適であることを示す。
例3 シラン処理した砥粒及び未処理の砥粒を用いる研摩剤被
覆物の比較 この例は、例1のようにして、未処理の高純度の酸化ア
ルミニウム砥粒(3ミクロン)を、分散液中で、シラン
処理した砥粒に代えて使用した場合の第二仕上製品の性
能を比較する。スノウフレーク仕上パッドを製造し、未
処理粒子を含む研摩布紙製品を、上記のように、コバー
ン型式−505眼鏡仕上機械で試験した。結果を、下記の
表IIに示す。
表II中の試験結果からわかるように、両方の型模様被覆
物中の微細な粒径の砥粒の使用は、低いRa値及びRt値を
生じる。しかしながら、測定し得る原材料の除去(切削
率)は、砥粒がシランで前処理されなかった研摩製品の
使用により、生じなかった。更に、未処理の砥粒製品
は、標準の20psi(1.4kg/cm2)の操作圧力でさえも、過
度の侵食を生じた。
例4 分散液中に単に混入したシランを有する型押した研摩材
の比較 パターン化被覆物をその上に有する別の研摩布紙製品
を、例1のようにして、製造した。しかしながら、砥粒
はシランで前処理しなかった。その代わり、シランを、
匹敵する量で被覆混合物(分散液)に単に添加した。前
記のようにしてスノウフレークパッドを試験したとこ
ろ、未処理の砥粒を含むパターン化被覆物(例3)から
得られた結果と同様の結果が得られた。切削値は低く、
侵食は過度であった。その結果、このような研摩布紙製
品は、レンズ第二仕上用途に不適である。こうして、良
好な結果を得るためには、シランを結合剤配合物に単に
加えるだけではないことが、開示された発明に重要であ
るように思われる。それは、粒子が結合剤配向物に分散
される前に、前処理として砥粒に加えられる必要があ
る。
例5 Aドット型模様を有する製品と本発明の型押した被覆物
の比較 この例は、六角形のセルがその表面中に施されたグラビ
アロールの使用により得られる型押した表面被覆物を有
する研摩布紙素材から得られる特異な性能を示す。
下記の成分の配合物を、例1のようにして、調製した。成分 重量部 ノバキュアー3600 1000 TMPTA 1320 HDODA 600 V−ピロール 600 ペンバイオレット9R−75 100 イルガキュアー651 180 ゾニルA1 50 Kr−55 10.0 カブ−O−シルM52 50 シラン処理酸化アルミニウム砥粒 9760 (3ミクロン) 1.デュポンから市販されるゾニル(Zonyl)Aは、砥粒
の湿潤を助け、それにより、粘度を低下する表面活性剤
である。
2.カブ−O−シル(Cab−O−Sil)は、カボット・コー
ポレーション(Cabot Corporation)から市販されるヒ
ュームドシリカチキソトロピー剤である。
室温でブルックフィールド型式LV粘度計で測定された、
上記の砥粒/結合剤分散液の粘度は、12rpm(スピンド
ルNo.3)で19,000cpsであり、同じスピンドルを用いて3
0rpmで37,000cpsであり、これは1.95のチキソトロピー
インデックスを示した。
その分散液を、通常の技術に従って、12インチ(30cm)
のパイロットサイズのストーク(Stork)回転スクリー
ンプリンター装置を用いてメリネックス(商標)3ミル
ポリエステルフィルム基材に被覆して基材上に被覆研摩
剤ドット模様を施した。二つのシリンダーを試験した。
そのうちの一つ(60HD)は、120ミクロンの直径の開口
部及び7%の開放領域を有し、他方(70HD)は80ミクロ
ンのドット及び14%の開放領域を有していた。ドット模
様は、かなりの歪を生じないで、フィルム基材に鮮映に
再生された。組成物を、前記のようにして、2個のフュ
ージョンシステム中間圧力水銀蒸気ランプで硬化した。
スノウフレーク仕上パッドを、通常の技術に従って、ド
ット模様が付された研摩布紙素材の夫々により切削し、
その後これらのパッドを通常の方法で、コバーン−505
眼鏡仕上機械で試験した。夫々の場合、測定された切削
率は0であるか、または0付近であった。Ra値及びRt値
は、このような模様が付された製品に関して、ほぼ許容
できたが、0または0付近(0.01〜0.01mm)の切削値
は、眼鏡の第二仕上用途に於ける可能な考慮対象からこ
れらの研摩布紙素材を排除した。
基材に施された被覆研摩剤ドットの模様に関して、被覆
された研摩剤ドットは、被覆研摩剤を含まない基材の溝
または領域により囲まれた、基材の研摩剤の島に似てい
る。一方、本発明の研摩布紙素材に施された型模様を考
えると、型模様は、空隙(void)領域、即ち被覆研摩剤
の層により囲まれた、被覆研摩剤をその上に有していな
い基材の領域を含む。
例6 砥粒/結合剤分散液のレオロジーの重要性を示す例 本発明の型押した研摩布紙製品を得る際の、砥粒/結合
剤混合物のレオロジーの重要性が、この例により示され
る。
分散液は、前記のようにして、ロス二重プラネタリィ・
ミキサーで、砥粒を、既に一緒に混合されたその他の成
分と30分間、中間速度にセットして、混合することによ
り調製した。成分 重量部 ノバキュアー37021 1,100 TMPTA 1,320 HDODA 600 V−ピロール 600 ペンバイオレット9R−75 100 イルガキュアー651 180 ゾニルA 5.0 KR−55 10.0 BYKA−510 10.0 3ミクロンシラン処理精密酸化アルミニウム粒子 870 1.ノバキュアー3702は、インターレッツ社から市販さ
れ、原ビスフェノール−Aエポキシ樹脂のジアクリレー
トエステルであり、また或種の脂肪酸エステル基を含
む。
ブルックフィールド型式LV粘度計で、前記のようにして
室温で測定された、この結合剤/粒子混合物の粘度は、
1,000cps(スピンドルNo.2,12rpm)及び960cps(スピン
ドルNo.2,30rpm)であると測定された。これは、ニュー
トン流れ特性を有する分散液を示す。
この分散液を用いて、例1に使用したのと同じグラビア
ロールを用いて被覆物をつくった場合、型押されていな
い被覆物が得られた。
別の接着結合剤/粒子混合物に於いて、ノバキュアー37
02をノバキュアー3700で置換し、その他の成分は同一と
した。このオリゴマーはノバキュアー3702と同じ主鎖を
有しているが、脂肪酸エステル基を含まない。ノバキュ
アー3702と同様に不充分な結果が得られた。
別の結合剤/粒子混合物を、ノバキュアー3702をウレタ
ン783、即ちチオコール・コーポレーション(Thiokol C
orporation)から市販されるアクリル化ウレタンオリゴ
マで置換することにより得た。例1のようにして、型模
様被覆物を得た。しかしながら、それによりつくられた
スノウフレークパッドを試験したところ、浸食が過度で
あることがわかった。
また、V−ピロールを含まない分散液からつくられた研
摩材によりつくられた仕上パッドに於いて、あるいはま
たシポマー(Sipomer)−BCEUの如きその他の希釈剤モ
ノマーがそれに代えて使用される場合に、浸食が過度で
あることがわかった。アルコラク社(Alcolac Corp.)
により市販されるシポマーBCEUは、アクリル酸の二量体
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の研摩布紙素材の断面図である。 第2図は、第1図に示された研摩布紙材の平面図の40倍
の倍率の顕微鏡写真であり、研摩布紙素材の上に施され
た被覆研摩剤層の特異な型模様を示す。 第3図は、第2図に示された研摩布紙素材の平面図の20
0倍の倍率の顕微鏡写真であり、隣接する研摩剤層の型
模様中の研摩剤層の一つを示す。 第4図は、水平から60°傾いて撮られた、本発明の研摩
布紙素材の50倍の倍率の顕微鏡写真である。 第5図は、第4図に示された研摩布紙素材の同じ傾斜角
度で100倍の倍率で撮られた顕微鏡写真である。 第6図は、本発明の研摩布紙素材を製造するのに使用さ
れる製造方法の略図である。 第7図は、本発明の研摩布紙素材の製造に使用される最
も好ましいグラビアロールの部分拡大透視図であり、ロ
ール表面中に施された六角形のセルを示す。 第8図は、眼鏡レンズの仕上方法に使用される本発明の
研摩布紙素材により切削された、云わゆる“スノウフレ
ーク”研摩パッドの平面図を示す。 10…研摩布紙素材、12…基材、14…研摩剤層、20…砥
粒、22…結合剤、28…被覆研摩剤層、30…底、32…上
端、38…内壁、39…外壁、40…マトリックス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエスレー アール.カクツマレク アメリカ合衆国,ニューヨーク 12019, ボールストン レイク,ミラー ロード 13 (72)発明者 アーネスト エー.コールマン アメリカ合衆国,コネチカット 06903, スタンフォード,ジェーンズ レーンズ 293 (72)発明者 デイビッド ロストーカー アメリカ合衆国,マサチューセッツ 01666, スターブリッジ,ルート 2, ライブラリー レーン 10 (56)参考文献 特開 昭64−5775(JP,A) 特開 昭63−216679(JP,A)

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)可撓性の寸法安定性基材、b)基材の
    一表面に付着され、結合剤中に砥粒を分散して含有する
    砥粒含有材を具備してなり、前記砥粒含有材が非ニュー
    トン性であり、前記結合剤が紫外線硬化性ポリマーを含
    み、前記砥粒含有材が基材表面から離れる方向に減小す
    る幅を有する浮出部を含む複数の隣接し合った三次元層
    構造(contiguous three−dimensional formulations)
    を有し、該三次元層構造の少なくとも一部は砥粒を含ま
    ない領域を包囲していることを特徴とするラッピング用
    に適した研摩布紙。
  2. 【請求項2】前記の層の少なくとも二つが互いに隣接し
    て研摩材を含まない中間領域を形成する、請求項1記載
    の研摩布紙。
  3. 【請求項3】前記の層の少なくとも幾つかが、それらの
    長さに沿って実質的に一様である幅を有する、請求項2
    記載の研摩布紙。
  4. 【請求項4】複数の前記の層が六角形を形成する、請求
    項1記載の研摩布紙。
  5. 【請求項5】砥粒含有材中の砥粒が0.2ミクロン〜35ミ
    クロンの大きさ範囲にある、請求項1記載の研摩布紙素
    材。
  6. 【請求項6】砥粒が酸化アルミニウムである、請求項5
    記載の研摩布紙。
  7. 【請求項7】砥粒の大きさの範囲が0.5〜5ミクロンで
    ある、請求項6記載の研摩布紙素材。
  8. 【請求項8】酸化アルミニウム粒子がバージン粒子であ
    る、請求項7記載の研摩布紙。
  9. 【請求項9】砥粒が空気分級されている、請求項8記載
    の研摩布紙。
  10. 【請求項10】砥粒がカップリング剤で処理されてい
    る、請求項6記載の研摩布紙。
  11. 【請求項11】カップリング剤がシランである、請求項
    6記載の研摩布紙。
  12. 【請求項12】シランがγ−メタクリルオキシプロピル
    トリメトキシシランである、請求項11記載の研摩布紙。
  13. 【請求項13】前記紫外線硬化性ポリマーがアクリル化
    エポキシ樹脂オリゴマーを含む、請求項1記載の研摩布
    紙。
  14. 【請求項14】アクリル化エポキシ樹脂オリゴマーがジ
    アクリル化エポキシオリゴマーである、請求項13記載の
    研摩布紙。
  15. 【請求項15】前記紫外線硬化性ポリマーが更に反応性
    希釈剤としてアクリル化モノマーを含む、請求項1記載
    の研摩布紙。
  16. 【請求項16】反応性希釈剤がトリメチロールプロパン
    トリアクリレート及びヘキサンジオールジアクリレート
    からなる群から選ばれる、請求項15記載の研摩布紙。
  17. 【請求項17】基材がプラスチックフィルムである、請
    求項1記載の研摩布紙。
  18. 【請求項18】プラスチックフィルムがポリエチレンテ
    レフタレートである、請求項17記載の研摩布紙。
  19. 【請求項19】前記のポリエステルフィルムが接着促進
    剤で前処理されている、請求項17記載の研摩布紙。
  20. 【請求項20】前記の層構造が、グラビアロールを用い
    て、前記の砥粒含有材料を基材に被覆することにより前
    記の基材に設けられる、請求項1記載の研摩布紙素材。
  21. 【請求項21】前記のグラビアロールがその表面に設け
    られた六角形の型模様を有する、請求項20記載の研摩布
    紙素材。
  22. 【請求項22】六角形の型模様が、1インチ当り80個の
    六角形セルを特徴とする、請求項21記載の研摩布紙素
    材。
  23. 【請求項23】ラッピング用に適した研摩布紙の製造方
    法であって、 a)紫外線硬化性結合剤中に砥粒を分散した非ニュート
    ン性の分散体を得、 b)前記の分散体を寸法安定性の基材の一面に適用し
    て、基材表面から離れる方向に減小する幅を有する浮出
    部を含む複数の隣接し合った三次元層構造であって該三
    次元層構造の少なくとも一部が砥粒を含まない領域を包
    囲している型模様の砥粒含有材を形成し、そして c)前記紫外線硬化性結合剤を紫外線で硬化させて前記
    分散体を前記の三次元型模様に固定することを含んでな
    る、研摩布紙の製造方法。
  24. 【請求項24】前記の適用工程が、前記の非ニュートン
    性分散体を含む被覆パン中で前記のグラビアロールを回
    転し、前記の分散体をグラビアロールから基材へ移すた
    めに前記のグラビアロールを基材と接触することによ
    り、グラビアロールにより行なわれ、グラビアロールが
    基材との接触前にドクターナイフでこすられる、請求項
    23記載の研摩布紙の製造方法。
  25. 【請求項25】使用されるグラビアロールが、その周囲
    表面に設けられた六角形セルの型模様を特徴とし、前記
    の型模様が前記のグラビアロールの長さ方向に伸びる複
    数の列により形成され、前記の列の夫々が、互いに直線
    状に配置される複数の前記の六角形のセルを含む、請求
    項23記載の研摩布紙の製造方法。
  26. 【請求項26】砥粒が0.2ミクロン〜35ミクロンの範囲
    の酸化アルミニウムを含む、請求項23記載の研摩布紙素
    材の製造方法。
  27. 【請求項27】紫外線硬化性結合剤が、アクリル化エポ
    キシオリゴマーと、多官能アクリルモノマー及び一官能
    放射線硬化性モノマーからなる群から選ばれた一員との
    混合物からなる、請求項23記載の研摩布紙の製造方法。
  28. 【請求項28】砥粒が粒径0.5〜5.0ミクロンの範囲の精
    密に選別されたバージン酸化アルミニウムであり、放射
    線硬化性結合剤がビスフェノールA型のエポキシ樹脂の
    ジアクリル化エステルのオリゴマー、トリメチロールプ
    ロパントリアクリレートモノマー、ヘキサンジオールジ
    アクリレートモノマー、及びN−ビニル−2ピロリドン
    の混合物からなり、前記結合剤混合物の粘度が24℃(76
    °F)で♯2スピンドルを用いて6rpmで測定した場合に
    は約1750cpsであり、♯2スピンドルを用いて30rpmで測
    定した場合には約3400cpsであり、これは分散体が非ニ
    ュートン流体流れ特性を特徴とすることを示す、請求項
    23記載の研摩布紙の製造方法。
  29. 【請求項29】砥粒が、紫外線硬化性結合剤に分散され
    る前にシランカップリング剤を含む溶液で前処理され
    る、請求項23記載の研摩布紙の製造方法。
  30. 【請求項30】1インチ(2.54cm)当り80個の六角形の
    セルがグラビアロール中に設けられ、夫々が0.0049イン
    チ(0.012cm)の深さを有し、それにより、理論セル体
    積(インチ・イン・立方10億ミクロン)が22.1×109
    ある、請求項24記載の研摩布紙の製造方法。
  31. 【請求項31】請求項23記載の方法により製造された、
    ラッピング用に適した研摩布紙。
  32. 【請求項32】請求項23記載の方法により製造された、
    眼鏡仕上機械で第二仕上操作に於いて使用するのに適し
    た研摩布紙。
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