JPH10507973A - 研磨材製品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 研磨材製品およびその製造方法について述べる。この製品は、耐久性のある裏地部材を有するスクリーン研磨材製品であり、裏地を貫通して延在している複数の開口の周囲の部分がパターン化されたアレイ状に形成されている。開口は、裏地の総面積の約２０％〜約８０％を占める。研磨材料のコーティングは、裏地のアレイ部分に接着固定され、開口の周囲に配置された研磨表面を形成し、共同して単一の研磨表面として機能するとともに、開口は研磨作業時に製品を介して屑を取り除くことができるようにされている。本発明の少なくとも一態様において、裏地の開口の周囲にある部分は複数の第１の表面部分と複数の第２の表面部分とを含み、第２の表面部分の方が第１の表面部分よりも表面積が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】 研磨材製品およびその製造方法 本発明は、裏地または支持体に接着された研磨材料の層を有する新規な研磨材 製品と、このような製品を製造するための方法とに関する。より詳細には、本発 明は、製品を貫通して延在している複数の開口の周囲に配置された繰り返し研磨 表面の系を有する「スクリーン研磨材」として知られている研磨材製品に関する 。研磨表面の系は、全体として総表面積が周知のスクリーン研磨材よりも大きい 効果的な研磨表面として機能する離散的な部分を有する。 研削および前処理用のスクリーン研磨材は一般に、織布裏地またはメリヤス裏 地の繊維に接着された研磨材層で作製されている。裏地および完成品はいずれも 、工作物の屑を直接表面から取り除くために研磨材製品を貫通して延在している 複数の開口を有する目の粗いメッシュすなわちスクリーンのような構造をしてい る。メッシュ構造にすることで、処理後の表面から屑を取り除くための通路が形 成される形になるため、大量の屑が発生する研磨作業の際の充填による問題を軽 減できるという効果がある。本願明細書において、「充填」は研磨作業の際に発 生する屑が残って研磨材の孔および細隙がふさがれてしまう傾向を意味する。例 えば、石膏やペイントなどを研磨する際には、従来の研磨材（例えば、スクリー ン状ではない製品）を目詰まりさせてしまうだけの量の研磨屑が出るため、用途 によっては実質的に研磨効果が落ちてしまうことになる。しかしながら、スクリ ーン研磨材の目の粗いメッシュは、このような用途において充填に絡む問題を軽 減できるものであることが知られている。 上述したような利点があるにも関わらず、いくつかの欠点がゆえにスクリーン 研磨材は研磨用として広く用いられているわけではない。明らかに問題となって いることの１つとして、研磨用としての多くの用途においてスクリーン研磨材の 切り屑除去率が低いということが挙げられる。スクリーン研磨材製品の目の粗い 構造によって上述したような充填に絡む問題が軽減されることが知られてはいる が、これは研削効率および研磨効率を犠牲にして初めて達成できる利点である。 このような目の粗い構造になっているため、非スクリーン研磨材や標準的な塗布 研磨材製品と比べると、スクリーン研磨材の研磨表面の表面領域は一般に、実質 的に十分な切り屑除去率を提供し得るだけのものではない。したがって、スクリ ーン研磨材を利用できる用途は限られてしまう。 上述した問題については今までも知られてはいたが、従来技術においては適切 な解決策を得ることはできなかった。例えば、繊維のデニールおよび／または裏 地の打込数を調節することによって、スクリーン研磨材の表面領域をわずかに改 善することができる。しかしながら、繊維のデニールまたは打込数を調節するこ とによって、スクリーン研磨材の有効表面積を大幅に増やすようにしても、切り 屑除去率および最終的に得られる工作物の仕上げ面はいずれも改善されなかった 。したがって、改良されたスクリーン研磨材製品およびこのような改良品を製造 するための方法に対しては、現在までのところ満たされてはいないが認識はされ ている需要がある。 このように、様々な研磨用途に利用できる研磨材製品を提供できると望ましい 。このような製品を、大量の屑が発生する用途や、かつてはスクリーン研磨材製 品にとっての悩みの種となっていたような困難な研磨用途を含む様々な用途に利 用できるスクリーン研磨材製品として提供できると望ましい。周知のスクリーン 研磨材の有効表面積よりも大きい実質的な研磨表面領域を有する改良されたスク リーン研磨材を提供できると特に望ましい。様々な研磨作業に供すると、このよ うな改良品は、一般のスクリーン研磨材製品に固有の非充填特性を維持したまま 望ましい形で切り屑除去率が改善される。 本発明は、新規かつ発明性のあるスクリーン研磨材製品およびその製造方法を 提供することによって、従来技術のスクリーン研磨材における周知の問題を解決 するものである。本発明のスクリーン研磨材製品は、裏地を貫通して延在してい る複数の開口の周囲に組織された表面領域の繰り返しアレイを有する裏地で構成 されている。表面領域のアレイによって、研磨材層を接着することのできる実質 的な表面領域が得られる。 本発明の一態様では、複数の第１の部分と複数の第２の部分とを有する裏地で あって、前記第２の部分の表面積は前記第１の部分の表面積よりも大きく、前記 第１の部分および前記第２の部分は、前記裏地を貫通して延在している複数の開 口の周囲に配置されている前記裏地と、前記裏地に接着固定され、該裏地上に第 １および第２の研磨表面を形成している研磨材料のコーティングとを備え、前記 第１および第２の表面は前記開口の周囲に配置されて単一の研磨表面として共同 機能し、前記開口は屑を通すことができるスクリーン研磨材製品が得られる。 本発明のもう１つの態様において、好ましいスクリーン研磨材製品は、裏地で あって、該裏地を貫通して延在している複数の開口の周囲に配置された部分から なるパターン化アレイを有するとともに、前記開口は前記裏地の全表面の約２０ ％〜約８０％を占める前記裏地と、前記部分からなるアレイに接着固定され、前 記開口の周囲に配置されて単一の研磨表面として共同機能し、前記開口は屑を通 すことができる研磨表面を形成する研磨材料のコーティングとを備える。 裏地は、縦糸繊維（走行方向に走っている繊維）を鎖編みし、横糸繊維（横断 方向に走っている繊維）を縦糸繊維の間に挿入すなわちインレイする縦横メリヤ ス充填技術を利用して作製されたメリヤス支持体であると好ましい。 また、本発明は上述した製品を製造するための方法も含む。本発明のさらに他 の態様において、このような製品を製造するための好ましい方法は、裏地材料で あって、該裏地を貫通して延在している複数の開口の周囲に配置された部分から なるパターン化アレイを有するとともに、前記開口は前記裏地の全面積の約２０ ％〜約８０％を占める前記裏地を提供することと、前記裏地に研磨材層を取り付 けることであって、該研磨材層は前記部分からなるアレイに接着固定されて該部 分の上に研磨表面を形成するとともに前記開口を保持することと、前記研磨材層 を前記裏地に取り付けた後に前記裏地を研磨材製品にすることと、を含む。 当業者であれば、好ましい実施例の詳細な説明および添付の請求の範囲を含む 本願明細書の開示内容の残りの部分を考慮すれば、本発明の詳細をさらに理解で きるであろう。 本発明の好ましい実施例を詳細に説明するにあたり、複数の図面を参照する。 第１図は、従来技術の円盤形スクリーン研磨材製品の斜視図である。 第２図は、第１図のスクリーン研磨材製品の一部を取り出して詳細に示したセ グメントの拡大図である。 第３図は、本発明の第１の実施例によるスクリーン研磨材製品の主面を示す平 面図である。 第４図は、図３の研磨材製品中に含ませるのに適したメリヤス支持体の一部を 示す拡大平面図である。 第５図は、第４図に示されるタイプのメリヤス支持体が見えるよう一部を切り 欠いた第３図のスクリーン研磨材製品のセグメントの拡大平面図である。 第６図は、第４図のメリヤス支持体のセグメントを線６−６に沿った方向に伸 ばし、本発明の第２の実施例による研磨材製品に含ませるのに適した構造を形成 することを示した拡大図である。 第７図は、織物支持体が見えるよう一部を切り欠いた本発明による研磨材製品 の第３の実施例のセグメントを示す拡大平面図である。 以下、本発明の好ましい実施例の詳細について詳しく説明する。当業者であれ ば、後述する実施例の詳細はいかなる形でも限定されず、単に本発明の特徴を説 明するためだけのものであることは理解できよう。好ましい実施例を説明するに あたり、本発明の構造上の特徴に参照符号を付し、同様の構造には同様の参照符 号を付した複数の図面を参照する。 図面を参照すると、第１図および第２図は従来技術において周知のスクリーン 研磨材製品１０を示すものである。製品１０は一般に、縦糸１１および１３を交 互に絡み合わせながら間に横糸１５を通した第２図に示されるようなからみ織り の織物である裏地などの目の粗いメッシュの裏地１２を含む。裏地１２にはプレ サイジングまたは含浸処理を施して糸１１、１３および１５の上にシーリング層 １４を形成する。シーリング層１４は耐水性かつ水不溶性であり、裏地を水分か ら保護するとともに、糸１１、１３および１５を交点部分で互いに接着すること で寸法安定性を高めるものである。シーリング層１４については、技術分野にお いて周知の様々な材料のうちのいかなる材料からでも作製することができる。最 も一般的には、ラテックスまたはラテックス／フェノール配合接着剤材料が用い られる。層１４によって、その上に塗布されるその他の樹脂接着剤と化学的およ び物理的に匹敵する表面が得られる。 第１の樹脂または接着剤層を裏地のプレサイズ層１４に塗布し、メークコーテ ィング１６を形成する。メークコーティング１６は、樹脂接着剤材料から作られ たものであると好ましく、最も一般的には例えばフェノール樹脂で作られたもの である。次に、後述するような研磨効果のある物質からなる群から選択すること のできる研磨粒子１８のミネラルコート１８でメークコーティング１６を処理す る。一般にはメークコーティング１６に用いられているものと同一のフェノール 樹脂または同様に配合されたものである研磨材料の層すなわちサイズコーティン グ２０をメークコーティング１６および研磨粒子１８の両方に塗布し、２枚の樹 脂接着層１６と２０との間に粒子１８を定着させて研磨効果のある表面を形成で きるようにする。任意に、耐充填接着剤層（図示せず）をサイズコーティング上 に塗布してもよい。研磨用として用いる際に、開口３２によって製品１０を介し て屑すなわち磨きかすを工作物から取り除くことができる。製品１０などの従来 技術のスクリーン研磨材の切り屑除去率は、多くの用途において非スクリーン研 磨材または製品１０よりも前のコート研磨材の切り屑除去率よりも低い。 次に第３図、第４図および第５図を参照すると、本発明によるスクリーン研磨 材製品２４の第１の好ましい実施例が示されている。製品２４は、裏地２６を貫 通して延在している複数の開口３０を囲んでいる部分２８および３２を有する裏 地すなわち支持体２６（第４図）を含む。第１の部分２８は、縦糸（すなわち走 行）方向に延在している第１の列２９における鎖編み２７と隣接する分離開口と の間で裏地２６内に形成されている。第１の部分２８によって、研磨材料を塗布 するための複数の第１の表面が形成される。第２の部分３２も、開口３０を含む 列２９の間において縦糸方向に延在している別の第２の列３１における鎖編み２ ７と第１の部分２８との間に配置されている。以下において後述するように、第 １の部分２８および第２の部分３２は、開口３０の周囲に表面部分の系統立った アレイを形成し、全体として研磨層を固定することのできる実質的な表面領域と なる。 図面から明らかなように、第２の部分３２は第１の部分２８の表面領域よりも 大きい第２の表面領域を有するものであってもよい。しかしながら、本発明は部 分２８および３２による相対的な表面領域によって限定されるものではなく、部 分２８および３２は、研磨表面領域が改善されたスクリーン研磨材製品の改良品 の一態様を示すためのものであるにすぎない。 研磨材製品に含まれると研磨に使用する際に強く耐性のあるものとなる材料で 裏地２６を作製することもできる。織布裏地およびメリヤス裏地はいずれも本発 明の範囲に包含されるものである他、本発明の最も広義な教示内容に基づいて効 果的な研磨材製品を作製するための実質的な表面領域となる他の技術によって作 製された裏地も本発明の範囲に包含される。織布裏地およびメリヤス裏地のいず れかを選択する際にはメリヤス裏地にすると好ましい。この裏地は縦メリヤス横 糸打込メリヤス支持体であるとさらに好ましい。縦メリヤス横編工程には、走行 方向に走っている縦糸繊維で鎖編みを形成し、横断方向に走っている横糸繊維を 縦糸繊維の間に挿入すなわちインレイする工程を含む。当業者によって明らかな ように、特定の用途において必要となった場合に裏地のパターンを簡単に変える ことができるため、このような編技術を用いると好ましい。 適切な裏地を製造する上で使用される好ましい編技術では、支持体すなわち裏 地２６の幅全体にわたって横切るよう挿入するか、あるいは少数の縦糸のみを横 切るように短く部分的にインレイすることができる横糸すなわち横編み糸によっ て裏地２６のパターンを調節する。横糸繊維は、所望のパターンに応じて１本の 縦糸から次の縦糸までの間を横断するか、あるいは３本の縦糸にまたがって横断 する。裏地２６は１００％ポリエステル繊維で形成された３本バー縦糸メリヤス 生地である。この裏地２６は、２本の諸撚糸を機械の各バー（図示せず）にかけ る「Ｒａｓｃｈｅｌ」縦糸編み機などの市販の編み機によって製造される。糸は それぞれ１５０デニールで３３フィラメントの表面模様付ポリエステルである。 支持体は、１本目のバーに２−０、０−２パターンの糸メリヤスを１つ有し、第 ２のバーに０−０、４−４、０−０、６−６、２−２、６−６パターンの第２の 糸メリヤスを有し、３本目のバーに６−６、２−２、６−６、０−０、４−４、 ０−０の第３の糸メリヤスを有する。当業者であれば、横糸すなわち横編み糸を 絡ませることによって形成できる裏地２６のパターンには様々なものがあり、こ れらも本発明の範囲に包含されることは理解できよう。例えば第４図に示される 裏地２６などの裏地は市販されているものであり、カーペット下敷織物としてサ ウスカロライナ州ＳｐａｒｔａｎｂｕｒｇのＭｉｌｌｉｋｅｎ ａｎｄ Ｃｏｍ ｐａｎｙから入手することができる。 未処理の裏地では、研磨材層を形成するのに利用できる表面領域を最適化する ことは本発明の重要な態様である。この目的のため、研磨作業時に屑を通過させ ることができる開口３０を形成する一方、第１の部分２８と第２の部分３２とを 組み合わせた全表面領域を最適化する。本発明のこの態様では、裏地２６の少な くとも一方の側の総面積の約２０％〜約８０％が開口３０で構成される裏地を用 いると満足できる。一般に、さらに困難な研削作業には有効表面積の大きな製品 ２４（例えば、総面積に対する開口３０の比率が小さい）が必要になることが多 く、さほど困難ではない用途は有効研削表面が小さな製品２４（総面積に対する 開口３０の比率が大きい）でまかなうことができる。しかしながら、開口の比率 が裏地の総面積の約２０％未満になると、使用時に顕著な充填が発生しやすくな る。開口領域が約８０％を超えると、完成した研磨材製品は強度に欠けるものと なることが多く、満足のいく形で研削作業を行うことのできる十分な表面領域は 得られない。上記の表面積パラメータとする場合には、軸方向の直径が約０．５ ｍｍ〜約２０ｍｍの開口領域３０を有する未処理の裏地を用いればよい。上記の パラメータの範囲内では、後述の実施例において説明するように、軸方向の寸法 が約３ｍｍの開口３０を用いることによって木材研削およびアクリル研削の用途 で所望の開口度を達成することができる。 裏地２６は、モノフィラメントまたはステープルフィラメントから作られた様 々な糸またはフィラメントスフ糸で作製できるものであり、本発明の範囲は多種 多様な繊維のうちの１種以上を必要とするものに限定されるものではない。これ らのフィラメントを押し出したり、あるいは押し出されたコアを囲む織りシース を含むものとすることができる。本発明において用いられる繊維および／または フィラメントとしては、例えば綿、絹、大麻、ジュートなどを含む合成、天然、 有機または無機ものが挙げられる。熱可塑性材料および熱硬化性材料などの有機 材料を使用することもでき、一例として、ポリアミド（ナイロンなど）、ポリオ レフィン、ポリウレタン、アラミド、ポリエステルなどが挙げられるがこれに限 定されるものではない。裏地に含ませることができる無機材料の例としては、ア ルミニウムまたは鋼の金属繊維の他、ガラスおよびファイバーガラスを含むセラ ミック繊維が挙げられる。これらの繊維については、模様付きのものとすること も平滑なものとすることもできる。特に明記しない限り、本願明細書における「 繊維」という用語は、撚りフィラメントを含むあらゆる種類の糸すなわちフィラ メントを含むものとして広義に解釈されるものとする。 一定デニールの糸または繊維を使用することで、これらの糸または繊維から作 られる裏地の全体としての安定性を調節することができる。従来技術において周 知のように、デニールは単位長さあたりの標準質量を基準とした繊維の繊度の単 位であり、本願明細書においては、繊維４５０ｍあたり５０ｍｇを基準とした繊 度を意味するものとする。一般に、裏地に用いられている糸または繊維のデニー ルは広範囲にわたるが、最も一般的には約１５〜約６００デニールである。糸の デニールが約１００〜約３００デニールであるとさらに好ましい。糸１本あたり のフィラメントの数および各フィラメントのデニールも多種多様であるが、いず れも本発明の範囲内に包含されるものとする。裏地２６に用いられる糸の１スト ランドあたり約２〜約５０フィラメントである糸が好ましい。各ファイバまたは 糸を構成するフィラメントのデニールは約２〜約１００デニール、より好ましく は約１０〜約３０デニールの範囲とすることができる。また、本発明による研磨 材製品の裏地では、１枚の裏地に糸のデニールとフィラメントのデニールを組み 合わせて用いることもできる。 本願明細書において、支持体の「ゲージ」は１ｃｍあたりの縦糸の数を意味し 、「ステッチ密度」は１ｃｍあたりの横糸の数を意味するものと理解されたい。 本発明の研磨材製品にはゲージが約２〜約３０の裏地を使用するのが適しており 、ゲージが約１０〜約２０であるとより好ましい。裏地支持体のステッチ密度は 、ゲージとほぼ等しい、すなわち一般に約２〜約３０の範囲であると好ましい。 周知のように、製品２４を製造するにあたって任意ではあるが好ましいステッ プは、研磨材コーティングを施す前にメリヤス裏地支持体２６をシーラントまた はプレサイジング用材料で処理することである。プレサイズコーティング３４は 、研磨材製品の製造時に多くの利点を伴うことが知られている。例えば、プレサ イズコーティング３４は裏地の繊維を水分から保護し、裏地２６の繊維を交点で 互 いに固定することによって裏地に寸法安定性を持たせ、研磨材コーティングに用 いられている樹脂接着剤によって裏地２６の繊維が劣化するのを防止する。処理 後の裏地２６（プレサイズコーティング３４を含む）を完全な製品２４に組み入 れると、裏地は通常、このようなコーティング３４を施していない場合よりも脆 性の低いものとなる。プレサイズコーティングは、一般的にはラテックス系接着 剤またはラテックス／フェノール配合物などの周知の材料で形成され、コーティ ング重量が特定の範囲、好ましくは１平方センチメートルあたり約０．１３５ｇ （ｇ／ｃｍ²）から約０．１６５ｇ／ｃｍ²になるよう裏地２６の少なくとも主面 に塗布される。許容できるラテックス接着剤の１つは、Ｂ．Ｆ． Ｇｏｏｄｒｉ ｃｈから商品名「Ｈｙｃａｒ ２６０９１」として市販されているものである。 従来技術において周知のもの等のその他の材料を用いることも可能である。処理 後の裏地２６には一般にテンターフレームなどにおいて応力がかけられ、コーテ ィング３４が硬化される。このように、コーティング３４を用いることで、接着 剤の層を形成することのできる裏地２６を得ることができる。 次に、プレサイジング後の裏地２６を樹脂接着剤で処理し、メークコーティン グ３６を形成する。メークコーティング３６は一般に、裏地２６の少なくとも一 方の面、通常は両面に液体または流動可能な形で塗布され、コーティング重量が 好ましくは約０．３５１ｇ／ｃｍ²〜約０．１６５ｇ／ｃｍ²の範囲となるフェノ ール樹脂で形成される。次に、ドロップコーティングまたは静電コーティングな どの周知の技術によって複数の研磨粒子３８をメークコーティング３６に塗布す る。静電コーティング技術によって粒子３８をメークコーティング３６の上に突 出させると好ましい。これらの粒子は、好ましくはコーティング重量約２．７２ ｇ／ｃｍ²〜約３．３２ｇ／ｃｍ²で塗布される。メークコーティング３６を少な くとも部分的に硬化すなわち固化し、研磨粒子３８の上にサイズコーティング４ ０を施す。次に、メークコーティング３６およびサイズコーティング４０を周知 の方法で完全に硬化すなわち固化させる。メークコーティング３６と同様に、サ イズコーティング４０も一般にフェノール接着剤樹脂で作られる。サイズコーテ ィング４０に好ましいコーティング重量は、約０．８７３ｇ／ｃｍ²〜約０．１ ．０６７ｇ／ｃｍ²の範囲内である。 ロールコーティング、スプレーコーティング、カーテンコーティングなどの周 知の技術を利用してメークコーティングおよびサイズコーティングをプレサイズ 処理した裏地２６に塗布する。メークコーティングおよびサイズコーティングの 両方に用いられている樹脂接着剤は、感想などの適当な処理または熱源などのエ ネルギ源あるいは電子線、紫外線、可視光線、Ｘ線などのその他の適当なエネル ギ源に曝露することによって硬化すなわち固化させることのできるものである。 任意に、スーパーサイズコーティング（図示せず）をサイズコーティング４０の 上に施し、最終的な研磨材製品の非充填特性を改善することもできる。スーパー サイズコーティングは、当業者間において周知のものなどの様々な形態のうちの １つとして提供できるものである。例えば、スーパーサイズコーティングは、ス テアリン酸塩（通常は濃度約２５重量％のステアリン酸亜鉛）などの耐充填添加 剤の水溶液とすることができる。あるいは、スーパーサイズコーティングは、氷 晶石および／またはその他の研削補助物と共に、フェノール樹脂中に上述したス テアリン酸を含有するものであってもよい。 本発明の範囲は研磨材コーティングを裏地に塗布する場合にのみ限定されるも のではないことは明らかであろう。本願明細書において、「研磨材コーティング 」は、メークコーティングと研磨粒子とサイズコーティングとの組み合わせを意 味するものとする。上述した手順に関わらず、研磨材コーティングをスラリーと して塗布することも可能である。この場合、研磨粒子を樹脂バインダー先駆物質 に分散させる。ロールコーティング、スプレーコーティング、ナイフコーティン グなどによってスラリーを裏地に塗布し、一般的にはプレサイジング処理を施し た裏地に直接塗布する。スラリー物質を硬化させた後、スーパーサイズコーティ ングを硬化すなわち固化した研磨材コーティング上に施す。 本発明による研磨材製品を作製するのに使用される研磨粒子としては、あらゆ る周知の研磨材料ならびにこれらの材料の組み合わせおよび凝集物が挙げられる 。研磨粒子の平均粒度は一般に約４〜約１３００マイクロメータ（＃３０００〜 １６粒度）の範囲であり、可能であれば約１２〜約５００マイクロメータ（＃１ ０００〜４０粒度）である。研磨粒子のモース硬度は少なくとも約８であると好 ましく、約９であるとさらに好ましい。本発明において有用な様々な種類の研磨 材 料としては、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウムおよび白色 溶融酸化アルミニウムの粒子を含む酸化アルミニウム粒子ならびにシリコンカー バイド、アルミナジルコニア、ダイアモンド、セリア、立方晶窒化ホウ素、ざく ろ石およびこれらの組み合わせが挙げられる。研磨材層には、開示内容全体が本 願明細書に引用されるものとする米国特許第４，６５２，２７５号および第４， ７９９，９３９号に記載されているもののような凝集物を含有することもできる 。 上述したように、メークコーティングおよびサイズコーティングならびに考え られるスーパーサイズコーティングは接着剤バインダであり、熱可塑性樹脂接着 剤または好ましくは熱硬化性接着剤で形成される。本発明において使用するのに 適した樹脂接着剤としては、フェノール樹脂、ペンダントα，β-不飽和カルボ ニル基を有するアミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン系 不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、イ ソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビス マレイミド樹脂、フルオレン変性エポキシ樹脂およびこれらの組み合わせが挙げ られる。触媒および／または硬化剤をバインダー先駆物質に添加し、重合プロセ スを開始および／または加速することもできる。 好ましくは、本発明において使用される接着剤材料は、開示内容全体が本願明 細書に引用されるものとするKirt-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technolo gy，3d Ed．John，Wiley & Sons，1981，New York，Vol．17，pp 384-399に記載 されているもののようなレゾール型樹脂およびノボラック型樹脂などのフェノー ル樹脂である。レゾール型フェノール樹脂は、アルカリ性触媒およびモル過剰な ホルムアルデヒドで生成され、一般にはこのフォルムアルデヒドのフェノールに 対するモル比は１．０：１．０〜３．０：１．０の間である。ノボラック型樹脂 は酸性触媒下で調製され、フェノールに対するフォルムアルデヒドのモル比は１ ．０：１．０未満である。本発明の製品を製造するにあたって有用な一般的なレ ゾール樹脂は、約０．７５％（重量比）〜約１．４％の遊離ホルムアルデヒドと 、約６％〜約８％の遊離フェノールと、約７８％の固体とを含有し、残りは水で ある。このような樹脂のｐＨは約８．５であり、粘度は約２４００〜約２８００ センチポイズである。本発明において使用するのに適した市販のフェノール樹脂 に は、Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｎ ．Ｔｏｎａｗｏｎｄａ， ＮＹ）から入手可能な商品指定「Ｄｕｒｅｚ」および 「Ｖａｒｃｕｍ」として知られているもの、Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａ ｔｉｏｎから入手可能な「Ｒｅｓｉｎｏｘ」、Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａ ｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な「Ａｒｏｆｅｎｅ」および「Ａｒｏｔａｐ」 が含まれる。 研磨材コーティングの組成に含ませることのできる任意の成分としては、フィ ラー、研削補助剤、繊維、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、脱泡剤、染料、 結合剤、可塑剤、懸濁剤、帯電防止剤などが挙げられる。本発明の製品において 使用するのに適したフィラー材料の例としては、カルシウムカーボネート、カル シウムメタシリケート、シリカ、シリケート、スルフェート塩およびこれらの組 み合わせを挙げることができるが、これに限定されるものではない。適した研削 補助剤としては、クリオライト、アンモニウムクリオライトおよびテトラフルオ ロホウ酸カリウムなどが挙げられる。 裏地にメークコーティングおよびサイズコーティング（および場合によっては スーパーサイズコーティング）を施した後、研磨材製品をシートや（例えば第３ 図に示すもののような）円盤、ロールなどの最終的な所望の形状にする前に樹脂 を完全に硬化させる。スクリーン研磨材シートの総表面積（開口部分を含む）は 、約１ｃｍ²〜約１０，０００ｃｍ²までの範囲で変えることができ、約１００〜 約１０００ｃｍ²であると好ましい。円盤の直径は、約２．５４ｃｍ〜約６１ｃ ｍであると好ましく、一般には約４１ｃｍである。 第６図を参照すると、第３図、第４図および第５図の裏地２６の第２の構成が 示されている。裏地１２６は横糸方向に延伸されて第１の部分１２８および第２ の部分１３２が再成形されていること以外は、裏地１２６と第４図の裏地２６と は同じものである。裏地１２６の開口１３０の形状によって、完成品の非充填特 性を改善できることに注意されたい。例えばメリヤス裏地では、開口１３０の形 状を容易に変化させ、正方形の開口ではなく例えば六角形の開口１３０を有する 裏地および完成品とすることができる。一般に、スクリーン研磨材では正方形以 外の開口および円形の開口の方が使用時の非充填性がよいと言われている。実用 上、円形の開口を形成するのは製造業者にとって困難な作業である場合もあり、 六角形の開口を有するものが適していると思われる。裏地１２６に形成される個 々の開口の形状は編工程においてある程度までは調節することができるが、開口 を正方形または長方形にした上で、裏地にプレサイジング材料を塗布する前また は塗布した後に縫いつければ、さらに簡単にメリヤス裏地１２６を作製すること ができる。このように、正方形の開口３０（第４図）の形状を変え、六角形また はその他の所望の形状にした後で裏地に研磨材コーティングを施す。その他の点 については、裏地１２６を用いて作られた製品は上述したものと同一である。 しかしながら、本発明は開口を形成する方法および開口の形状の面で様々な変 形例を包含するものであることは明らかであろう。本発明の製品は、幾何学的お よび非幾何学的な様々な独特の形状の開口を有するように作製することができる 。これらの開口は、編み工程の間に最終的な形状にすることもできるし、あるい は例えば開口１３０を形成することについて説明したものと同様の方法で後から 変形させることもできるものである。 第７図を参照すると、本発明の第３の実施例が部分的に示されている。以下、 これについて説明する。特に明記しない限り、第３の実施例の構造的な特徴は上 述したものと同様であり、その説明については省略する。製品２２４は、開口２ ３０の周囲に格子パターンを形成している繊維密度が増した領域２２８のアレイ を有するメリヤス裏地２２６を備える。領域２２８は互いに実質的に同一であり 、様々な編み技術を利用することができる。上述した他の実施例の場合と同様に 、裏地２２６はプレサイズ層（図示せず）で処理され、その上に研磨材コーティ ングが施されていると好ましい。研磨材コーティングは、上述したメークコーテ ィング２３６およびサイズコーティング２４０を含み、これらの中に研磨粒子２ ３８が定着されている。任意のスーパーサイズコーティング（図示せず）をサイ ズコーティング２４０の上に塗布することもできる。領域２２８は、研磨材層で 被覆されると、製品２２４を貫通して延在している開口２３０の領域と共に有効 研磨面を形成し、研磨作業時に屑が開口を通り抜けることができるようにされて いる。 本発明のスクリーン研磨材製品は様々な用途に適用できるものであり、従来の スクリーン研磨材製品と比較すると研磨性能が改善されている。製品に形成され た開口は、研磨工程で生成される屑を通すように設計されているため、研磨材製 品と工作物との界面から屑を除去するためのメカニズムが得られる。本発明の製 品は乾燥状態でも湿った状態でも使用することができ、湿った状態での応用例と しては、用途によって水中またはその他の冷却水の中、あるいは軽い霧の中など が挙げられる。本発明の製品の用途として提案されるものには、ペイントのサン ダー仕上げ、乾燥石膏またはウォールボードのサンダー仕上げ、木製の床のサン ダー仕上げ、石磨き、プラスチック研削および当業者間で周知のその他の研削が 挙げられるが、これに限定されるものではない。 以下の実施例は、本願明細書において述べたスクリーン研磨材製品の構造およ び性能上の特性を例示するためのものである。 実施例１ 研磨材製品を作製した。１ｃｍあたり約２．３本の縦糸と１ｃｍあたり約８． ７本の横糸とを有する（１インチあたり６×２２縦糸／横糸）第４図に示される ような市販のポリエステル縦メリヤス材料（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ ＆ Ｃｏｍｐａ ｎｙから入手）を利用して製品の裏地を作製した。Ｂ．Ｆ． Ｇｏｏｄｒｉｃｈ から商品指定「Ｈｙｃａｒ ２６０９１」として入手可能なラテックス接着剤プ ライマーで裏地をコーティングし、濡れコーティング重量が０．１５ｇ／ｃｍ² のシーリング層を形成した。プライマーのコーティングを施す前、裏地の開口率 は約２５％であり、開口領域は約３ｍｍ×約２ｍｍで、第４図に示すパターンと 類似していた。シーリング層を塗布した後、テンターフレームにおいて約２．２ ７ｋｇの力を加えて裏地を延伸させ、１３５℃で３分間かけてラテックスを硬化 させた。このようにして得られた裏地はかなり剛性の高いものであった。プレサ イジング処理した裏地の両面にレゾール型フェノール樹脂のメークコーティング をロールコーティングし、濡れコーティング重量を０．３９ｇ／ｃｍ²とした。 ＃８０粒度の酸化アルミニウム研磨粒子を裏地の両面にドロップコーティングし 、研磨粒子の重量をさらに３．０２ｇ／ｃｍ²増した濡れメークコーティングを 得た。濡れコーティング重量０．９７ｇ／ｃｍ²で研磨粒子上にレゾール型フェ ノ ール樹脂のサイズコーティングを施し、製品を１７５℃で５時間かけて硬化させ た。 実施例２ 製品にスーパーサイズコーティングを施した以外は実施例１と同様にして、第 ２の製品を作製した。約２３重量％の濃度でステアリン酸亜鉛を水に分散させる ことによって、スーパーサイズコーティング（すなわち耐充填接着剤層）を作製 した。サイズコーティング上にステアリン酸塩溶液を均一にロールコーティング し、製品を２２０°Ｆ（１０４℃）でオーブン乾燥させた。実施例１および２ アクリル（酢酪酸セルロースポリマー）工作物を使用して、切削能および切削 能保持率について実施例１および２の製品を試験し、この結果得られたデータと 従来技術のスクリーン研磨材２個について得られたデータとを比較した。従来技 術のスクリーン研磨材製品は、ミネソタ州Ｓｔ． ＰａｕｌのＭｉｎｎｅｓｏｔ ａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから 商品指定「３Ｍ Ｓａｎｄｉｎｇ Ｓｃｒｅｅｎ」として入手可能な＃８０粒度 のシリコンカーバイド研磨材と、日本の東京にあるＫｏｙｏ−Ｓｈａから商品指 定「Ｐｏｌｌｉｎｅｔ Ｒｅｓｉｎ Ｂｏｎｄ」（タイプＡＡ−８０）として販 売されている＃８０粒度のアルミニウム研磨材製品とを含むものであった。 コーティング後の各研磨材製品を切り取り、直径約１０．２ｃｍの円形の試料 とした。これらの円盤を感圧接着剤でバックアップパッドに固定した後、このパ ッドをＳｃｈｉｅｆｅｒ研磨試験装置（メリーランド州Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒ ｇのＦｒａｓｅｒ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）のドラ イブプレートに固定した。試験対象とした各研磨材に対して円形のアクリル製工 作物を使用した。これらの工作物の直径は約１０．１６ｃｍ、厚さは約１．２７ ｃｍであった。試験は、乾燥条件下で４．５ｋｇの荷重をかけて行われた。各工 作物の初期重量を記録し、コーティングを施した研磨材円盤を用いて、コーティ ングを施した円盤の５００サイクル分、工作物を研磨した。研磨量を判断するた めに工作物の中間重量を計測した後、工作物をさらに円盤の５００サイクル分研 磨した。１０００サイクル後に工作物の最終重量を測定し、各スクリーン円盤に ついて切削値および切削能保持値をまとめた。比較データを表Ｉに示す。 表Ｉに示した結果から、本発明の原理に基づいて作製した実施例１および２の 研磨材製品の研磨能力は改善されていることが概して分かる。５００サイクル目 において、実施例１の試料は従来技術のスクリーンのどれよりも総切削能が大幅 に高かった。実施例２の試料（耐充填層あり）は、実施例１の円盤よりもさらに 切削能力が高かった。実施例１の円盤で１０００サイクル経過後の総切削能にも 同様の改善結果が得られ、総切削値は従来技術の試料の約２倍であった。実施例 ２の円盤の総切削値も１０００サイクル後に大幅に改善されていた。 実施例１の円盤を試験して「Ｐｏｌｌｉｎｅｔ Ｒｅｓｉｎ Ｂｏｎｄ」（タ イプＡＡ−８０）スクリーン研磨材と比較した。これらの円盤について、木製の 工作物２個とポリメチルメタクリレート製の工作物１個の２種類の工作物を使用 してデータを得た以外は実施例１および２において上述した試験と同様にして比 較試験を行った。スクリーン研磨材円盤５０００サイクルについて各工作物の総 切削能を測定した。スクリーン研磨材円盤は実施例１の試験において用いたもの と同一であるが、この試験では反対側の研磨面を使用した。ポリメチルメタクリ レート製の工作物および２個の新しい木製の工作物を作製した。木製の工作物の 各面について研磨材円盤を２５００サイクル走らせて試験を行った。比較データ を表ＩＩに示す。 繰り返すが、比較データから本発明の研磨材製品の研磨性能が優れていることが 分かる。実施例１の円盤の総切削能はポリメチルメタクリレート製工作物に対し ては従来技術の円盤の２倍以上、木製工作物に対しては従来技術の円盤の総切削 能の３倍以上であった。 以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、以下の請求の範囲 において定義される本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、上述した実施 例に様々な変更および修正を施せることは当業者であれば明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 裏地部分のパターン化アレイを含む少なくとも２つの主面を有する裏地で あって、隣接する裏地部分は分離されて前記裏地を貫通して延在する複数の開口 を形成し、前記開口は前記裏地全体に均一に分散して前記裏地の前記主面の各々 の面積の約２０％〜約８０％を占める裏地と、 前記部分のアレイに接着固定され、前記開口の周囲に配置された複数の研磨表 面を形成する研磨材料のコーティングとを備え、該研磨表面は単一の研磨表面と して共同機能するとともに前記開口は屑を通すことができるように構成されてい ることを特徴とする研磨材製品。 ２． 前記裏地は、メリヤス材料、織材料、不織材料およびこれらの組み合わせ からなる群から選択される材料で作製される請求の範囲第１項に記載の研磨材製 品。 ３． 前記複数の開口の軸方向の寸法は、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲であ る請求の範囲第１項に記載の研磨材製品。 ４． 前記複数の開口の前記各々が、六角形をしている請求の範囲第１項に記載 の研磨材製品。 ５． 前記部分のパターン化アレイはさらに、複数の第１の部分と複数の第２の 部分とを含み、前記第２の部分の表面積は前記第１の部分の表面積よりも大きく 、前記第１および前記第２の部分は前記複数の開口の周囲に配置されている請求 の範囲第１項に記載の研磨材製品。 ６． 前記研磨材料のコーティングは、研磨粒子が分散された研磨材バインダー を含む請求の範囲第１項に記載の研磨材製品。 ７． 前記バインダーは、本質的に、フェノール樹脂と、ペンダントα，β-不 飽和カルボニル基を有するアミノプラスト樹脂と、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂 、エチレン系不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素ホルムアルデ ヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキ シ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フルオレン変性エポキシ樹脂およびこれらの組み 合わせからなる群から選択される熱硬化性樹脂接着剤である請求の範囲第６項に 記載の研磨材製品。 ８． 前記研磨粒子は、本質的に、酸化アルミニウムの粒子、シリコンカーバイ ド粒子、アルミナジルコニア粒子、ダイアモンド粒子、セリア粒子、立方晶窒化 ホウ素粒子、ざくろ石粒子およびこれらの組み合わせからなる群から選択される 材料を含み、前記酸化アルミニウムは、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸 化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウムおよびこれらの組み合わせからなる 群から選択される請求の範囲第６項に記載の研磨材製品。 ９． 少なくとも２つの面を有する裏地材料であって、該裏地を貫通して延在し ている複数の開口の周囲に配置された部分のパターン化アレイを有するとともに 、前記開口は前記裏地の前記面の各々の面積の約２０％〜約８０％を占める裏地 を提供し、 前記部分のアレイに接着固定された研磨材層を前記裏地の少なくとも一方の面 に塗布し、前記部分の前記開口の周囲に研磨表面を形成し、 前記研磨材層を塗布した後に前記裏地を研磨材製品に形成する ことを特徴とする研磨材製品の作製方法。 １０． 前記裏地を提供することは、複数の第１の部分および複数の第２の部分 が含まれるように前記部分を提供することを含み、前記第２の部分の表面積は前 記第１の部分の表面積よりも大きい請求の範囲第９項に記載の方法。 １１． 前記裏地を提供することは、前記開口の軸方向の寸法が約０．５ｍｍ〜 約２０ｍｍになるよう前記開口の周囲に前記部分を配置することを含む請求の範 囲第９項に記載の方法。 １９． 前記裏地を提供することは、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアラミ ド、ポリエステル、綿、絹、大麻、ジュート、ゴム、金属セラミックおよびこれ らの組み合わせからなる群から選択された繊維から前記裏地を編むことを含み、 前記繊維のデニールは約１５〜約６００の範囲である請求の範囲第１６項に記載 の方法。 １２． 前記裏地を延伸させることによって、前記開口の形状を矩形から六角形 に変形させることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３． 前記研磨材層を前記裏地に塗布することは、研磨粒子が分散した研磨材 バインダーを前記裏地の少なくとも一部に塗布することを含み、前記バインダー は、本質的に、フェノール樹脂と、ペンダントα，β-不飽和カルボニル基を有 するアミノプラスト樹脂と、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン系不飽和樹 脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌ レート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミ ド樹脂、フルオレン変性エポキシ樹脂およびこれらの組み合わせからなる群から 選択される熱硬化性樹脂接着剤である請求の範囲第１１項に記載の方法。 １４． 前記研磨材粒子は、本質的に、酸化アルミニウム粒子、シリコンカーバ イド粒子、アルミナジルコニア粒子、ダイアモンド粒子、セリア粒子、立方晶窒 化ホウ素粒子、ざくろ石粒子およびこれらの組み合わせからなる群から選択され る材料を含む請求の範囲第１３項に記載の方法。