▶ スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-28
(45)【発行日】2022-10-06
(54)【発明の名称】大デニール不織布繊維ウェブ
(51)【国際特許分類】
B24D 11/00 20060101AFI20220929BHJP
B24D 3/00 20060101ALI20220929BHJP
B24D 3/02 20060101ALI20220929BHJP
D04H 1/413 20120101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
B24D11/00 D
B24D3/00 320A
B24D3/00 330A
B24D3/00 330E
B24D3/00 320B
B24D3/02 310E
B24D3/02 310A
B24D3/00 340
D04H1/413
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2019557825
(86)(22)【出願日】2018-04-20
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-06-18
(86)【国際出願番号】 IB2018052774
(87)【国際公開番号】W WO2018198004
(87)【国際公開日】2018-11-01
【審査請求日】2021-04-19
(31)【優先権主張番号】62/491,619
(32)【優先日】2017-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/555,870
(32)【優先日】2017-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100110803
【弁理士】
【氏名又は名称】赤澤 太朗
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】モレン，ルイス エス．
(72)【発明者】
【氏名】メヴィセン，スコット エム．
(72)【発明者】
【氏名】メーシコマー，グレゴリー ジー．
(72)【発明者】
【氏名】ベル，シャウン シー．
(72)【発明者】
【氏名】ストラム，ギャリー ティー．
【審査官】須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－２７８７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０８－５００６４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５１６８１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００２－５３２２７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９２７４６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｄ３／００－９９／００
Ｄ０４Ｈ１／００－１８／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
不織布ウェブであって、第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面と、
約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を含む繊維成分と、
前記繊維成分上に分配されたバインダーと、
前記不織布ウェブを通じて分散した研磨粒子と、を含む、不織布ウェブ
を含み、
前記短繊維が、５０デニール～５００デニールの範囲の線密度を有する第１の複数の短繊維と、５００デニール～２０００デニールの範囲の線密度を有する第２の複数の短繊維とを含み、前記第１の不規則な主面及び前記第２の不規則な主面のうちの少なくとも１つが、前記繊維の平面的アグロメレーションを含まない、研磨物品。
【請求項2】
前記繊維成分が、前記研磨物品の約５重量％～約３０重量％の範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項3】
前記繊維成分が、前記研磨物品の約１０重量％～約２５重量％の範囲である、請求項１又は２に記載の研磨物品。
【請求項4】
前記短繊維が、前記繊維成分の約７０重量％～約１００重量％の範囲である、請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項5】
前記短繊維が、約３５ｍｍ～約１５５ｍｍの範囲の長さを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項6】
前記短繊維のクリンプ指数値が、約２０％～約４０％の範囲である、請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項7】
前記第１の複数の短繊維のクリンプ指数、及び長さのうちの少なくとも１つが、前記第２の複数の短繊維のクリンプ指数、及び長さとは異なる、請求項１～６のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項8】
前記繊維が互いに交絡している、請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項9】
前記短繊維が、ランダムに方向付けられ、かつ相互接触点で接着されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項10】
前記複数の研磨粒子が、個々の研磨粒子及び研磨粒子のアグロメレートのうちの少なくとも１つである、請求項１～９のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の研磨物品の製造方法であって、前記短繊維のウェブを形成することと、
前記ウェブを穿孔することと、
前記研磨粒子及び前記バインダーを、前記穿孔されたウェブに適用することと、
前記バインダーを硬化させて、前記研磨物品を提供することと、を含む、製造方法。
【請求項12】
前記研磨粒子が、前記第１及び第２主面に適用される、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項13】
前記第２の複数の短繊維が、約５００デニール～約１０００デニールの範囲の線密度を有し、前記研磨粒子が、炭化ケイ素研磨粒子である、請求項１に記載の研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
不織布研磨物品は、概ね、不織布ウェブ（例えば、嵩高で目の粗い繊維ウェブ）と、研磨粒子と、バインダー剤（通常、「バインダー」と呼ばれる）とを有し、このバインダー剤は、不織布ウェブ内の繊維を互いに結合させて、研磨粒子を不織布ウェブに固定する。物品の研磨能力を向上させ、物品の製造を効率化するために、繊維の特性を変えることができる。
【発明の概要】
【0002】
本開示の様々な実施形態による物品及び方法に関連するいくつかの予想外の利点が存在する。例えば、一部の実施形態によると、比較的小さいデニールの繊維（例えば、２００デニール未満）、比較的大きいデニールの繊維（例えば、５００デニール超）、又は特定の繊維の長さ及び繊維クリンプを選択せずに５０～２０００デニールの繊維で作製された不織布ウェブからは、通常のウェブ移送点及びコーティングプロセスに耐えるのに十分な強度を有さないウェブが製造される。一部の実施形態によると、開示された繊維サイズ、長さ、及び／又はクリンプ指数のうちの少なくとも１つを有する不織布ウェブは、スケール除去、塗料剥離、及び錆除去に好適な強靭な研磨ウェブの製造を可能にし得る。一部の例によると、本明細書に記載の長さ、クリンプ指数、及び線密度値を有する繊維は、これらの特徴（dimension）のいずれか１つが異なる繊維と比較して、研磨物品の形成中にウェブ形成機械の繊維詰まりを最小限にすることができる。機械内の詰まりの低減は、研磨物品を調製する際の時間及びコストの節約につながる。
【0003】
本開示は研磨物品を提供する。研磨物品は、不織布ウェブを含む。不織布ウェブは、第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面を含む。不織布ウェブは、約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を有する、繊維成分を更に含む。不織布ウェブは、繊維成分上に分配されたバインダーと、不織布ウェブを通じて分散した研磨粒子と、を更に含む。
【0004】
本開示は、研磨物品の製造方法を更に提供する。研磨物品は、不織布ウェブを含む。不織布ウェブは、第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面を含む。不織布ウェブは、約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を含む、繊維成分を更に含む。不織布ウェブは、繊維成分上に分配されたバインダーと、不織布ウェブを通じて分散した研磨粒子と、を更に含む。方法は、短繊維のウェブを形成することを含む。方法は、ウェブを穿孔すること及び穿孔されたウェブに研磨粒子を適用することを更に含む。方法は、研磨粒子を含むバインダーを硬化させて研磨物品を提供することを更に含む。
【0005】
本開示は、ワークピースの表面から材料を除去するための方法を更に提供する。方法は、研磨物品をワークピースに接触させることを含む。研磨物品は、不織布ウェブを含む。不織布ウェブは、第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面を含む。不織布ウェブは、約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を有する、繊維成分を更に含む。不織布ウェブは、繊維成分上に分配され、当該成分に入っていくバインダーを更に含む。不織布ウェブは、不織布ウェブを通じて均質又は不均質に分散された研磨粒子を更に含む。物品の製造方法は、短繊維のウェブを形成することを含む。方法は、ウェブを穿孔すること及び穿孔されたウェブに研磨粒子を適用することを更に含む。方法は、研磨粒子を含むウェブのバインダーを硬化させて研磨物品を提供することを更に含む。材料を除去する方法は、研磨物品とワークピース表面との間の圧力を維持しながら、研磨物品をワークピースに対して移動させて、そこから材料を除去することを更に含む。
【0006】
本開示は、研磨物品を更に含む。研磨物品は、不織布ウェブを含む。不織布ウェブは、第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面を含む。不織布ウェブは、約５０デニール～約６００デニールの範囲の線密度を有する第１の短繊維と、約４００デニール～約１０００デニールの範囲の線密度を有する第２の短繊維とのブレンドを含む繊維成分を含む。不織布ウェブは、繊維成分上に分布した研磨粒子を更に含む。不織布ウェブは、繊維成分上に分布したバインダーを更に含む。
【0007】
一部の実施形態によると、不織布ウェブは、非常に目が粗く、大きなグリットの無機物質を不織布ウェブの厚さ全体に浸透させることができる。好適なグリットサイズの例は、約１６グリット～約８０グリット、約２０グリット～約７０グリット、約１６グリット、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、又は８０グリットの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。一部の実施形態によると、線密度、長さ、及び／又はクリンプ指数のうちの少なくとも１つが異なる繊維で形成された不織布ウェブは、加工中に著しく又は完全に分解する又は製造中にもつれる可能性があり、その結果、装置内での繊維の交絡又は詰まりによる製造機器の停止を招き得る。一部の実施形態によると、研磨物品は、使用中に材料の詰まりを実質的に防止することができる、ある度合の多孔率を有する。
【0008】
一部の実施形態によると、研磨物品は、物品に高い引裂強度値を付与し、それにより物品の耐久性を向上させる、伸長性（tensilized）ナイロン繊維を含むことができる。一部の実施形態によると、繊維のクリンプ指数は、研磨物品に嵩高い構造を与える。
【0009】
一部の実施形態によると、研磨物品は、製造過程において硬化中に不可逆的に圧縮されない。この結果、研磨物品の互いに反対側にある（例えば、最大の）主面が、不規則又は実質的に非平面状の外形を有し得る。一部の実施形態によると、これは、研磨物品とワークピースとの間の接触面積を増大させ得る。これが可能なのは、当該研磨物品は、実質的に同じ寸法を有するが製造中に不可逆的に圧縮されている対応する研磨物品とは対照的に、可逆的に圧縮されることで、作業面と接触したときに面積が拡大できるからである。更に、一部の実施形態によると、バインダーの硬化中又は硬化後に研磨物品を不可逆的に圧縮しないことにより、主面は、圧縮中の繊維の融合によって形成される繊維の平面的アグロメレーションを実質的に含まない。これらの平面的アグロメレーションを実質的に含まないことにより、非アグロメレーション繊維上の無機物質露出を増加させることができ、その結果、物品の性能を向上させることができる。一部の実施形態によると、主面の不規則な外形は、平坦表面を有する対応する研磨物品と比較して、それらの表面の表面粗さを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、開示された主題のいくつかの実施形態について細部にわたって言及する。実施形態の諸例は部分的に添付の図面に示されている。開示されている主題は、列挙された請求項に関連して記述されるが、例示されている主題は、これらの請求項を開示されている主題に限定することを意図しないことが理解される。
【0012】
この文書全体にわたって、範囲の形式で表される値は、その範囲の限界として明示的に記載されている数値を含むだけでなく、その範囲内に含まれる全ての個々の数値又は部分範囲も、各数値範囲及び部分範囲が明示的に記載されている場合と同様に含むように、柔軟に解釈すべきである。例えば、「約０．１％～約５％」又は「約０．１％～５％」という範囲は、約０．１％～約５％だけでなく、示された範囲内の各値（例えば、１％、２％、３％、及び４％）及び部分範囲（例えば、０．１％～０．５％、１．１％～２．２％、３．３％～４．４％）も含むと解釈すべきである。「約Ｘ～Ｙ」という記述は、特に断りのない限り、「約Ｘ～約Ｙ」と同じ意味を有する。同様に、「約Ｘ、Ｙ、又は約Ｚ」という記述は、特に断りのない限り、「約Ｘ、約Ｙ、又は約Ｚ」と同じ意味を有する。
【0013】
本文書において、「１つの（a）」、「１つの（an）」、又は「その（the）」という用語は、文脈上明確な別段の指示がない限り、１つ以上を含めるために使用される。「又は」という用語は、特に断りのない限り非排他的な（nonexclusive）「又は」を指すために使用される。「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」という記述は、「Ａ、Ｂ、又はＡ及びＢ」と同じ意味を有する。加えて、本明細書で用いられている特に定義されていない表現又は用語は、説明のみを目的としており、限定するためではないと理解されるべきである。節の見出しの使用はいずれも、本文書の読み取りを補助することを意図しており、限定と解釈すべきではなく、節の見出しに関連する情報は、その特定の節の中又は外に存在し得る。
【0014】
本明細書に記載の方法において、行為は、時間的又は操作上の順序が明示的に記載されている場合を除いて、本開示の原理を逸脱することなく任意の順序で行うことができる。更に、特定の行為が別個に行われることが請求項で明示的に記載されていない限り、それらの行為は同時に行うことができる。例えば、Ｘするという特許請求されている行為及びＹするという特許請求されている行為は、単一の操作で同時に行うことができ、結果として生じるプロセスは特許請求されているプロセスの文言上の範囲内に入る。
【0015】
本明細書で使用される「約」という用語は、値又は範囲のある程度の変動性、例えば、記述されている値の又は記述されている範囲の限界の１０％以内、５％以内、又は１％以内を許容することができ、かつ正確な記述されている値又は範囲を含む。
【0016】
本明細書で使用される「実質的に」という用語は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％、若しくは少なくとも約９９．９９９％以上等の大部分若しくはほとんど又は１００％を指す。
【0017】
本明細書で使用するとき、「形成研磨粒子」は、所定の形状又は非ランダムな形状を有する研磨粒子を意味する。形成セラミック研磨粒子などの形成研磨粒子を作製するための１つのプロセスは、前駆体セラミック研磨粒子を、所定の形状を有する成形型内で成形して、セラミック成形研磨粒子を作製することを含む。成形型内で形成されたセラミック成形研磨粒子は、形成セラミック研磨粒子の属内の１つの種である。他の種の形成セラミック研磨粒子を作製するための他のプロセスとしては、所定の形状を有するオリフィスから前駆体セラミック研磨粒子を押し出すこと、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こと、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ことが挙げられる。他の例では、形成セラミック研磨粒子は、シートから個々の粒子へと切断することができる。好適な切断方法の例としては、機械的切断、レーザー切断、又はウォータージェット切断が挙げられる。形成セラミック研磨粒子の非限定的な例としては、三角形のプレート、又は細長いセラミックロッド／フィラメントなどの成形研磨粒子が挙げられる。形成セラミック研磨粒子は、概ね均質又は実質的に均一であり、より小さい研磨粒子を結合してアグロメレーション構造にし、ランダムなサイズ及び形状の研磨粒子を作製する粉砕又は破砕プロセスによって得られる研磨粒子を除外する有機バインダー又は無機バインダーなどのバインダーを使用することなく、その焼結形状を維持する。多くの実施形態において、形成セラミック研磨粒子は、焼結αアルミナの均質構造を有するか、又は焼結αアルミナから本質的になる。
【0018】
図１は、研磨物品１０の斜視図である。図２は、切断線２－２に沿った図１の研磨物品の断面図である。図１及び図２は、実質的に同じ成分を示しており、同時に説明される。図１及び図２に示すように、研磨物品は不織布ウェブ１２を含む。不織布ウェブは、第１主面１４及び反対側の第２主面１６を含む。第１主面及び第２主面の各々は、不規則又は実質的に非平面状のプロファイルを有する。不織布ウェブは、繊維成分１８を含み、繊維成分は個々の繊維２０を含む。研磨粒子２２は、不織布ウェブを通じて分散され、バインダー２４は研磨粒子を個々の繊維に接着する。
【0019】
限定するものではないが、繊維成分は、研磨物品の約５重量％～約３０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２０重量％、約１２重量％～約１５重量％、約５重量％、１０、１５、２０、２５、又は３０重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。繊維成分は、互いに対してランダムな方向を向き、交絡した複数の個々の繊維を含むことができる。個々の繊維は、相互接触点で互いに結合される。個々の繊維は、短繊維又は連続繊維であり得る。概ね理解されるように、「短繊維」は、個別の長さの繊維を指し、「連続繊維」は、合成フィラメントであり得る繊維を指す。個々の繊維は、繊維成分の約７０重量％～約１００重量％、約８０重量％～約９０重量％、繊維成分の約７０重量％、７５、８０、８５、９０、９５、又は１００重量％未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。
【0020】
個々の短繊維は、約３５ｍｍ～１５５ｍｍ、５０ｍｍ～約１０５ｍｍ、約７０ｍｍ～約８０ｍｍ、約３５ｍｍ、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、７６、８０、８５、９０、９５、１００、１０２、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、又は１５５ｍｍ未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲の長さを有することができる。個々の短繊維のクリンプ指数値は、約１５％～約６０％、約２０％～約５０％、約１５％、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、又は６０％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。クリンプ指数は、生成したクリンプの尺度であり、例えば、感知可能なクリンプが繊維内に誘発される前のものである。クリンプ指数は、伸びた繊維の長さから、弛緩（例えば、短縮）した繊維の長さを引いた長さの差を、伸びた繊維の長さで除算したものとして表される。短繊維は、約５０デニール～約２０００デニール、約５０デニール～約７００デニール、約５０デニール～約６００デニール、約２００デニール、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、２０００デニールの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲の繊度又は線密度を有し得る。
【0021】
一部の例では、繊維成分は、短繊維のブレンドを含むことができる。例えば、繊維成分は、第１の複数の個々の繊維及び第２の複数の個々の短繊維を含み得る。ブレンドの第１及び第２の複数の短繊維は、線密度値、クリンプ指数、又は長さのうちの少なくとも１つに関して異なり得る。例えば、第１の複数の個々の繊維の個々の短繊維の線密度は、約２０デニール～約１２０デニール、約４０デニール～約１００デニール、又は約５０～約９０の範囲であり得る。第２の複数の個々の繊維の個々の短繊維の線密度は、約３００デニール～約２０００デニール、約４００デニール～約１０００デニール、又は約４００デニール～約６００デニールの範囲であり得る。異なる線密度を有する個々の短繊維のブレンドもまた、例えば、使用時に所望の表面仕上がりをもたらす研磨物品を提供するために、有用となり得る。個々の繊維のうちのいずれかの長さ又はクリンプ指数は、本明細書に記載される値に従い得る。
【0022】
個々の短繊維のブレンドを含む研磨物品の例では、第１及び第２の複数の個々の短繊維は、繊維成分のうちの異なる部分を占め得る。例えば、第１の複数の個々の繊維は、繊維成分の約５重量％～約８０重量％、約５重量％～約４０重量％、２０重量％、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、又は８０重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。第２の複数の個々の繊維は、繊維成分の約４０重量％～約９５重量％、約６０重量％～約９５重量％、約２０重量％、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、又は８０重量％未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。２種の複数の個々の短繊維が本明細書で論じられるが、線密度値、クリンプ指数、及び／又は第１及び第２の複数の個々の繊維の長さのうちの少なくとも１つに関して異なる、第３の複数の個々の短繊維などの、追加の複数の個々の短繊維を含むことは、本開示の範囲内である。
【0023】
不織布ウェブの繊維は、多くの好適な材料を含むことができる。材料の選択に影響する要因としては、材料が接着バインダー及び研磨粒子と好適に適合すると同時に、研磨物品の他の成分と組み合わせて加工可能でもあるか否か、及び材料がバインダーの適用及び硬化中に用いられる加工条件（例えば、温度）に耐えられること、が挙げられる。繊維の材料は、例えば、可撓性、弾性、耐久性又は耐用寿命、磨耗性、及び仕上がり特性等の研磨物品の特性に作用するように選択することもできる。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、ナイロン－６，６、ポリカプロラクタム）、ポリプロピレン、アクリロニトリル（例えば、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、未使用材料によるものであっても、又は例えば衣類裁断、カーペット製造、繊維製造若しくは繊維品加工から再生されたリサイクル材料若しくは屑材料によるものであってもよい。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）等の複合体であってもよい。繊維は、伸長され、クリンプされた短繊維であり得る。
【0024】
一部の例では、個々の繊維は、非円形の断面形状を有することができ、又は円形又は非円形の断面形状（例えば、三角形、デルタ、Ｈ字形、三葉形、矩形、正方形、ドッグボーン形、リボン形、又は楕円形）を有する個々の繊維のブレンドであることができる。
【0025】
研磨物品は、個々の繊維に接着された研磨成分を含む。研磨粒子は、研磨物品の約５重量％～約７０重量％、約４０重量％～約６０重量％、約５重量％、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、若しくは７０重量％未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。研磨成分は、個々の研磨粒子を含むことができる。
【0026】
研磨物品に含まれ得る有用な研磨粒子には、形成セラミック研磨粒子（形成セラミック研磨粒子を含む）及び従来の研磨粒子などの多くの種類が存在する。研磨成分は、形成研磨粒子又は従来の研磨粒子のみを含んでもよい。研磨成分は、形成研磨粒子又は従来の研磨粒子のブレンドも含むことができる。例えば、研磨成分は、約５重量％～約９５重量％の形成研磨粒子、約１０重量％～約５０重量％の形成研磨粒子、約５重量％、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、又は９５重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい、形成研磨粒子と、残部である従来の研磨粒子とのブレンドを含むことができる。別の例として、研磨成分は、約５重量％～約９５重量％の従来の研磨粒子、約３０重量％～約７０重量％の従来の研磨粒子、約５重量％、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、又は９５重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい、従来の研磨粒子と、残部である形成研磨粒子とのブレンドを含むことができる。
【0027】
研磨粒子は、個々の研磨粒子（例えば、バインダーでまとめられないで、繊維に適用された粒子）として、又はアグロメレート（例えば、バインダーでまとめられて、繊維に適用された粒子）として繊維に適用することができる。
【0028】
形成研磨粒子又は成形研磨粒子は、例えば、正三角形のポリプロピレン成形型のキャビティからアルミナゾルゲルを成形することによって、調製することができる。乾燥及び焼成後、このような得られる成形研磨粒子は、約１００μｍ～約２５００μｍ、約１００μｍ～約１４００μｍ、約３００μｍ～約１４００μｍ、約１００μｍ、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、又は２４００μｍの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい、長い寸法を有する三角形の形状を有し得る。
【0029】
一部の例では、三角形の成形研磨粒子は、第１面と、側壁によって第１面に接続された反対側の第２面とを含み、各面の外辺部は三角形（例えば、正三角形）である。一部の実施形態では、側壁は、両面に対して９０度の角度を有するのではなく、第２面と傾斜側壁との間に約９５度～約１３０度の抜け勾配を有する傾斜側壁であり、これは、三角形の成形研磨粒子の切削速度をより高めることが明らかにされている。
【0030】
研磨物品はまた、従来の（例えば、粉砕された）研磨粒子を含むことができる。有用な従来の研磨粒子の例としては、研磨材分野において公知である任意の研磨粒子が挙げられる。有用な研磨粒子の例としては、酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム（１種以上の金属酸化物変性剤及び／又は種剤若しくは核形成剤を含み得る）、及び熱処理酸化アルミニウムなどの溶融酸化アルミニウム系材料、炭化ケイ素、共溶融アルミナ－ジルコニア、ダイヤモンド、セリア、二ホウ化チタン、立方晶窒化ホウ素、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。
【0031】
従来の研磨粒子は、例えば、約１０μｍ～約２０００μｍ、約２０μｍ～約１３００μｍ、約５０μｍ～約１０００μｍ、約１０μｍ、２０、３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、又は２０００μｍの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲の平均粒径を有し得る。例えば、従来の研磨粒子は、研磨材業界が仕様を定めた名目上の等級を有し得る。かかる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（ＨＳ）規格として知られているものが挙げられる。例示的なＡＮＳＩ等級表記（すなわち、規定された名目上の等級）としては、ＡＮＳＩ １２（１８４２μｍ）、ＡＮＳＩ １６（１３２０μｍ）、ＡＮＳＩ ２０（９０５μｍ）、ＡＮＳＩ ２４（７２８μｍ）、ＡＮＳＩ ３６（５３０μｍ）、ＡＮＳＩ ４０（４２０μｍ）、ＡＮＳＩ ５０（３５１μｍ）、ＡＮＳＩ ６０（２６４μｍ）、ＡＮＳＩ ８０（１９５μｍ）、ＡＮＳＩ １００（１４１μｍ）、ＡＮＳＩ １２０（１１６μｍ）、ＡＮＳＩ １５０（９３μｍ）、ＡＮＳＩ １８０（７８μｍ）、ＡＮＳＩ ２２０（６６μｍ）、ＡＮＳＩ ２４０（５３μｍ）、ＡＮＳＩ ２８０（４４μｍ）、ＡＮＳＩ ３２０（４６μｍ）、ＡＮＳＩ ３６０（３０μｍ）、ＡＮＳＩ ４００（２４μｍ）、及びＡＮＳＩ ６００（１６μｍ）が挙げられる。例示的なＦＥＰＡ等級表記としては、Ｐ１２（１７４６μｍ）、Ｐ１６（１３２０μｍ）、Ｐ２０（９８４μｍ）、Ｐ２４（７２８μｍ）、Ｐ３０（６３０μｍ）、Ｐ３６（５３０μｍ）、Ｐ４０（４２０μｍ）、Ｐ５０（３２６μｍ）、Ｐ６０（２６４μｍ）、Ｐ８０（１９５μｍ）、Ｐ１００（１５６μｍ）、Ｐ１２０（１２７μｍ）、Ｐ１２０（１２７μｍ）、Ｐ１５０（９７μｍ）、Ｐ１８０（７８μｍ）、Ｐ２２０（６６μｍ）、Ｐ２４０（６０μｍ）、Ｐ２８０（５３μｍ）、Ｐ３２０（４６μｍ）、Ｐ３６０（４１μｍ）、Ｐ４００（３６μｍ）、Ｐ５００（３０μｍ）、Ｐ６００（２６μｍ）、及びＰ８００（２２μｍ）が挙げられる。各等級（reach grade）のおおよその平均粒径は、それぞれの等級表記に続いて括弧内に列挙されている。
【0032】
充填剤粒子もまた、研磨成分に含まれてもよい。有用な充填剤の例としては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウムなど）、シリカ（石英、ガラスビーズ、グラスバブルズ及びガラスファイバーなど）、ケイ酸塩（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、ケイ酸ナトリウムなど）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウムなど）、石膏、バーミキュライト、糖、木粉、アルミニウム三水和物、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、二酸化チタンなど）、金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウムなど）、熱可塑性粒子（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（塩化ビニル）、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、ナイロン粒子など）及び熱硬化性粒子（フェノールバブル、フェノールビーズ、ポリウレタンフォーム粒子など）が挙げられる。充填剤はまた、ハロゲン化物塩など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、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、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。金属充填剤の例としては、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。他の各種充填剤としては、イオウ、有機イオウ化合物、黒鉛、リチウムステアレート及び金属硫化物が挙げられる。
【0033】
研磨物品は、不織布ウェブを形成し、接着剤を繊維に適用することによって製造することができる。メイクコートを不織布ウェブに適用することができる。不織布ウェブは、圧延して、ウェブから突出する少なくともいくつかの繊維を実質的に平坦に敷くことができる。研磨粒子をメイクコートに適用して、不織布研磨ウェブを形成することができる。メイクコートを硬化させ、サイズコートをメイクコート上に適用し、その後硬化させて研磨物品を形成する。
【0034】
不織布ウェブは、例えば、従来のエアレイド、カード、ステッチボンド、スパンボンド、ウェットレイド、及び／又はメルトブローン法により製造することができる。エアレイド不織布ウェブは、例えば、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎ．Ｙ．）から市販されている商品名「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」として入手可能なウェブ形成機械を用いて調製することができる。ウェブはまた、穿孔されてもよい。一部の例では、ウェブを穿孔することは、ウェブをニードルパンチすることを含み得る。
【0035】
不織布研磨ウェブは、硬化性の第２のバインダーで研磨粒子を不織布ウェブに接着することによって調製される。研磨粒子を不織布ウェブに接着するのに有用なバインダーは、最終製品の要件に従って選択することができる。バインダーの例としては、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アクリレート樹脂、及びフェノール樹脂とアクリレート樹脂とのブレンドを含むものが挙げられる。研磨粒子のコーティング重量は、例えば、使用した特定のバインダー、研磨粒子を適用するプロセス（例えば、ドロップコーティング）、及び研磨粒子のサイズに依存し得る。例えば、不織布ウェブ上の研磨粒子のコーティング重量は、１００グラム／平方メートル（ｇ／ｍ２）～約５０００ｇ／ｍ２、約１５００ｇ／ｍ２～約５０００ｇ／ｍ２約２０００ｇ／ｍ２～約４０００ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、３８００、３９００、４０００、４１００、４２００、４３００、４４００、４５００、４６００、４７００、４８００、４９００、又は５０００ｇ／ｍ２の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きくてもよい。研磨粒子は、不織布ウェブの第１主面及び第２主面のいずれか又は両方にコーティングされ得る。研磨粒子は、ウェブを通じて研磨粒子の実質的に均一な分布を達成するようにコーティングすることができる。
【0036】
いくつかの研磨物品は、バインダーの硬化中に、少なくとも１つのプレート（例えば、金属プレート）をウェブに押し付けることによって形成される。圧縮の尺度は、圧縮比の形態であり得る。圧縮比は、１－（ｄ（圧縮）／ｄ（非圧縮））の結果で、百分率で表され、式中、ｄ（圧縮）及びｄ（非圧縮）は、圧縮された又は圧縮されていない研磨物品の厚さ又は密度（ｇ／ｃｍ３）を表す。本開示の研磨不織布ウェブは、バインダーの硬化中又は硬化後に、ウェブに対してプレートを押し付けることによって圧縮されないか、又は少なくとも研磨不織布ウェブに付与される任意の圧縮比が１０％を超えない。
【0037】
バインダーの硬化中又は硬化後の研磨不織布の圧縮は、非圧縮状態と比較して厚みが低下した研磨物品をもたらし得る。これは、実質的に平面的な（例えば、平坦な）プロファイルを有する研磨物品の外面も生じ得る。更に、圧縮は、外面に形成されている繊維の複数の平面的アグロメレーションをもたらし得る。繊維の平面的アグロメレーションは、結合する複数の繊維が一緒に融合され、圧縮されて、平面的アグロメレートを形成する、繊維間の会合である。
【0038】
これは、物品がバインダーの硬化中又は硬化後に圧縮されない本開示の非圧縮不織布ウェブの繊維間では、個々の接触点がより分離しているのとは異なる。繊維が一緒に融合されて平面的アグロメレートを形成する場合、繊維のアグロメレーション部分は、ワークピースの表面を研磨するために利用できない。加えて、これらの平面的アグロメレーションは、研磨された材料が研磨物品に入るのを困難にする可能性があり、これにより、物品上により多くの研磨製品が配置され、繊維の一部がワークピースの表面と接触するのを潜在的に防止することができる。加えて、これらの平面的アグロメレート及び平面的の表面の実質的な欠如は、圧縮研磨物品と比較して、本開示の研磨物品の表面粗さ及び研磨部分露出を増大させる。加えて、バインダーの硬化中又は硬化後の圧縮は、研磨物品が圧縮前の厚さに逆戻りするのを実質的に防止することができる。本開示の物品は、可逆的に圧縮可能であり、それにより、作業面と接触したときに拡大することができ、したがって、バインダーの硬化中又は硬化後に圧縮される対応する物品よりも大きな表面積を有する。これらの特性の全ては、バインダーの硬化中又は硬化後に圧縮された対応する研磨物品よりも高い切削を有する、本開示の研磨物品をもたらすことができる。
【0039】
研磨物品は、ワークピースの表面から材料を除去するために使用することができる。これは、研磨物品の表面をワークピースに接触させることによって達成することができる。ワークピースは、例えば、約１ニュートン～約４０ニュートンの範囲の力で接触させることができる。次いで、研磨物品を、研磨物品とワークピース表面との間の圧力を維持しながら、ワークピースに対して移動（例えば、回転）し得る。研磨物品は多くの好適な形状を有することができるが、好適な形状の例はディスクである。研磨物品は、多くの異なる種類の材料を除去するように適応され得る。このような材料の例としては、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、又はワークピースのポリマー表面コーティングなどのポリマー材料が挙げられる。
【実施例】
【0040】
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。ただし、これらの実施例において列挙される特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限すると解釈されるべきではない。
【0041】
実施例の記載にあたり以下の略語を用いる。
℃：摂氏温度
ｃｍ：センチメートル
ｇ／ｍ２：グラム／平方メートル
インチ：１インチ＝２．５４センチメートル
ｍｍ：ミリメートル
℃：摂氏温度
ｃｍ：センチメートル
ｇ／ｍ２：グラム／平方メートル
インチ：１インチ＝２．５４センチメートル
ｍｍ：ミリメートル
【0042】
別段の記載がない限り、全ての試薬は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）などの化学ベンダから得られたか、入手可能であるか、公知の方法で合成することができる。特記がない限り、全ての比及び百分率は重量による。
【0043】
以下の実施例では、材料は以下のように称される。
【表1】
【0044】
実施例１
４０％のＦ１と６０％のＦ２とのブレンドを有する嵩高なランダムエアレイドウェブを、約６９５ｇ／ｍ２の重量で、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」で市販されている装置を使用して形成した。ウェブを更に、ニードル織機内でニードルパンチし、圧延し、表１に記載の組成を有するプレボンドコーティングをエアレイド加工した布地に適用して、乾燥アドオン重量２５１ｇ／ｍ２を得た。次いで、プレボンドをオーブン内で硬化させた。表１に記載の組成を有するメイクコート前駆体を、プレボンドエアレイドウェブに６４９ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量で適用した。研磨粒子ＭＩＮ１を、未硬化メイクコート前駆体に、メイクコーティングされたウェブの両側のアドオン重量１４３５ｇ／ｍ２で、粒子ドロッパーを介して適用した。次いで、研磨コーティングされたウェブをオーブン内で硬化させた。表１に示す組成のサイズコート前駆体を、研磨コーティングされたウェブに適用して、７３２ｇ／ｍ２の乾燥サイズコートアドオン重量をもたらし、サイズコート前駆体をオーブン内で最終硬化に供した。
４０％のＦ１と６０％のＦ２とのブレンドを有する嵩高なランダムエアレイドウェブを、約６９５ｇ／ｍ２の重量で、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」で市販されている装置を使用して形成した。ウェブを更に、ニードル織機内でニードルパンチし、圧延し、表１に記載の組成を有するプレボンドコーティングをエアレイド加工した布地に適用して、乾燥アドオン重量２５１ｇ／ｍ２を得た。次いで、プレボンドをオーブン内で硬化させた。表１に記載の組成を有するメイクコート前駆体を、プレボンドエアレイドウェブに６４９ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量で適用した。研磨粒子ＭＩＮ１を、未硬化メイクコート前駆体に、メイクコーティングされたウェブの両側のアドオン重量１４３５ｇ／ｍ２で、粒子ドロッパーを介して適用した。次いで、研磨コーティングされたウェブをオーブン内で硬化させた。表１に示す組成のサイズコート前駆体を、研磨コーティングされたウェブに適用して、７３２ｇ／ｍ２の乾燥サイズコートアドオン重量をもたらし、サイズコート前駆体をオーブン内で最終硬化に供した。
【表2】
【0045】
実施例２
４０％のＦ１と６０％のＦ２とのブレンドを有する嵩高なランダムエアレイドウェブを、約６９５ｇ／ｍ２の重量で、「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」装置を使用して形成した。ウェブを更に、ニードル織機内でニードルパンチし、圧延し、表１に記載の組成を有するプレボンドコーティングをエアレイド加工した布地に適用して、２５１ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量を得た。次いで、プレボンドをオーブン内で硬化させた。表１に記載の組成を有するメイクコート前駆体を、プレボンドエアレイドウェブに６４５ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量で適用した。２５％のＭＩＮ１、５０％のＭＩＮ２及び２５％のＭＩＮ３からなる研磨粒子を、未硬化メイクコート前駆体に、メイクコーティングされたウェブの両側のアドオン重量１８１２ｇ／ｍ２で、粒子ドロッパーを介して、適用した。次いで、研磨コーティングされたウェブをオーブン内で硬化させた。表１に示す組成のサイズコート前駆体を研磨コーティングされたウェブに適用して、８７９ｇ／ｍ２の乾燥サイズコートアドオン重量をもたらし、サイズコート前駆体をオーブン内で最終硬化に供した。
４０％のＦ１と６０％のＦ２とのブレンドを有する嵩高なランダムエアレイドウェブを、約６９５ｇ／ｍ２の重量で、「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」装置を使用して形成した。ウェブを更に、ニードル織機内でニードルパンチし、圧延し、表１に記載の組成を有するプレボンドコーティングをエアレイド加工した布地に適用して、２５１ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量を得た。次いで、プレボンドをオーブン内で硬化させた。表１に記載の組成を有するメイクコート前駆体を、プレボンドエアレイドウェブに６４５ｇ／ｍ２の乾燥アドオン重量で適用した。２５％のＭＩＮ１、５０％のＭＩＮ２及び２５％のＭＩＮ３からなる研磨粒子を、未硬化メイクコート前駆体に、メイクコーティングされたウェブの両側のアドオン重量１８１２ｇ／ｍ２で、粒子ドロッパーを介して、適用した。次いで、研磨コーティングされたウェブをオーブン内で硬化させた。表１に示す組成のサイズコート前駆体を研磨コーティングされたウェブに適用して、８７９ｇ／ｍ２の乾燥サイズコートアドオン重量をもたらし、サイズコート前駆体をオーブン内で最終硬化に供した。
【0046】
比較例Ａ
比較例Ａは、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な商品名「ＳＣＯＴＣＨ－ＢＲＩＴＥ ＣＬＥＡＮ ＡＮＤ ＳＴＲＩＰ ＤＩＳＣ」の市販の不織布洗浄及びストリッピング材料であった。この製品は、機能研磨材として炭化ケイ素を含有する。
比較例Ａは、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な商品名「ＳＣＯＴＣＨ－ＢＲＩＴＥ ＣＬＥＡＮ ＡＮＤ ＳＴＲＩＰ ＤＩＳＣ」の市販の不織布洗浄及びストリッピング材料であった。この製品は、機能研磨材として炭化ケイ素を含有する。
【0047】
比較例Ｂ
比較例Ｂは、Ｓａｉｎｔ－Ｇｏｂａｉｎ Ｎｏｒｔｏｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ（Ｗｏｒｃｈｅｓｔｅｒ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能な商品名「ＮＯＲＴＯＮ ＢＬＡＺＥ ＲＡＰＩＤ ＳＴＲＩＰ ＤＩＳＣ ＸＣＲＳ ＳＧ」を有する市販の不織布洗浄及びストリッピング材料であった。この製品は、機能研磨材としてセラミック無機物質を含有する。
比較例Ｂは、Ｓａｉｎｔ－Ｇｏｂａｉｎ Ｎｏｒｔｏｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ（Ｗｏｒｃｈｅｓｔｅｒ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能な商品名「ＮＯＲＴＯＮ ＢＬＡＺＥ ＲＡＰＩＤ ＳＴＲＩＰ ＤＩＳＣ ＸＣＲＳ ＳＧ」を有する市販の不織布洗浄及びストリッピング材料であった。この製品は、機能研磨材としてセラミック無機物質を含有する。
【0048】
縁部の切削及び摩耗に関する試験手順：
ワークピースとして作用する、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の中心上に千鳥状に０．１８７インチ（４．７５ｍｍ）円形穿孔を有する、予め秤量した４インチ（１０．１６ｃｍ）×１１インチ（２７．９４ｃｍ）の３０４ステンレス鋼製１６ゲージスクリーンを、可動台に取り付けた。２２．２ニュートン（５ポンド力）の力でディスクが試験片に接触するように、可動台を、２０３ｍｍ（８インチ）の回転試験ディスクに対して水平に移動させた。可動台を、１５２ｍｍ（６インチ）のストローク長さ及び７６ｍｍ（３．０インチ）／秒のストローク速度で、接線方向に上下に振動させた。回転試験ディスクとスクリーンワークピースとの間の接触を１０秒間維持し、その後接触を１０秒間外した。このシーケンスを試験シーケンス中に１２回繰り返し、その後、ディスク試験片及びワークピースの重量損失を決定した。ディスクとワークピースとの間の合計接触時間が１０分となるように、試験シーケンスを６回繰り返した。８インチディスクの外縁で２５００ｒｐｍ（又は５２３０表面フィート／分）の試験速度を生成するように、機械駆動式の可変速旋盤のアーバーを調整した。直径約２０３ｍｍ（８インチ）、中央孔３１．７５ｍｍ（１．２５インチ）、厚さ１６．５ｍｍ（０．６５０インチ）のディスク１枚を、アーバー上に取り付けた。ディスクの重量損失の合計を計算し、元のディスク重量で除算して、磨耗率として報告した。スクリーンの重量損失の合計を計算し、切削として報告した。
ワークピースとして作用する、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の中心上に千鳥状に０．１８７インチ（４．７５ｍｍ）円形穿孔を有する、予め秤量した４インチ（１０．１６ｃｍ）×１１インチ（２７．９４ｃｍ）の３０４ステンレス鋼製１６ゲージスクリーンを、可動台に取り付けた。２２．２ニュートン（５ポンド力）の力でディスクが試験片に接触するように、可動台を、２０３ｍｍ（８インチ）の回転試験ディスクに対して水平に移動させた。可動台を、１５２ｍｍ（６インチ）のストローク長さ及び７６ｍｍ（３．０インチ）／秒のストローク速度で、接線方向に上下に振動させた。回転試験ディスクとスクリーンワークピースとの間の接触を１０秒間維持し、その後接触を１０秒間外した。このシーケンスを試験シーケンス中に１２回繰り返し、その後、ディスク試験片及びワークピースの重量損失を決定した。ディスクとワークピースとの間の合計接触時間が１０分となるように、試験シーケンスを６回繰り返した。８インチディスクの外縁で２５００ｒｐｍ（又は５２３０表面フィート／分）の試験速度を生成するように、機械駆動式の可変速旋盤のアーバーを調整した。直径約２０３ｍｍ（８インチ）、中央孔３１．７５ｍｍ（１．２５インチ）、厚さ１６．５ｍｍ（０．６５０インチ）のディスク１枚を、アーバー上に取り付けた。ディスクの重量損失の合計を計算し、元のディスク重量で除算して、磨耗率として報告した。スクリーンの重量損失の合計を計算し、切削として報告した。
【0049】
実施例１、２及び比較例Ａ、Ｂを試験した。結果を表２に示す。
【0050】
面部の切削及び摩耗に関する試験手順：
試験対象の直径４．５インチ（１１．４３ｃｍ）の不織布研磨ディスクを、１５インチ×２１インチ×１インチ（３８１ｍｍ×３５６ｍｍ×２５．４ｍｍ）のフェノールパネルが固定されたＸ－Ｙテーブル上に配置された電動回転工具に取り付けた。フェノールパネルは、商品名「ＸＸＣ－１－Ｓ」でＰｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手した。工具を、パネルの長さに沿ってＹ方向に１４インチ／秒（３５５．６ｍｍ／秒）の速度で横断し、パネルの幅に沿って５インチ／秒（１２７ｍｍ／秒）の速度で横断するように設定した。合計４サイクルで、各サイクルにおいてパネルの長さに沿ったこうした１４回の通過を完了した。回転工具を作動させ、荷重なしで１００００ｒｐｍで回転させた。次いで、研磨物品を、パネルに対して５度の角度で、６ポンド（２．７３キログラム）の荷重で押し付けた。次いで、工具を作動させて、所定の経路を通って移動させた。パネルの質量を各サイクルの前後で測定して、各サイクル後のグラム単位の合計質量損失、並びに４サイクルの終わりの累積質量損失を求め、切削として報告した。摩耗を判定するために、試験（４サイクル）の完了の前後でディスクを秤量した。
試験対象の直径４．５インチ（１１．４３ｃｍ）の不織布研磨ディスクを、１５インチ×２１インチ×１インチ（３８１ｍｍ×３５６ｍｍ×２５．４ｍｍ）のフェノールパネルが固定されたＸ－Ｙテーブル上に配置された電動回転工具に取り付けた。フェノールパネルは、商品名「ＸＸＣ－１－Ｓ」でＰｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手した。工具を、パネルの長さに沿ってＹ方向に１４インチ／秒（３５５．６ｍｍ／秒）の速度で横断し、パネルの幅に沿って５インチ／秒（１２７ｍｍ／秒）の速度で横断するように設定した。合計４サイクルで、各サイクルにおいてパネルの長さに沿ったこうした１４回の通過を完了した。回転工具を作動させ、荷重なしで１００００ｒｐｍで回転させた。次いで、研磨物品を、パネルに対して５度の角度で、６ポンド（２．７３キログラム）の荷重で押し付けた。次いで、工具を作動させて、所定の経路を通って移動させた。パネルの質量を各サイクルの前後で測定して、各サイクル後のグラム単位の合計質量損失、並びに４サイクルの終わりの累積質量損失を求め、切削として報告した。摩耗を判定するために、試験（４サイクル）の完了の前後でディスクを秤量した。
【0051】
実施例１、２及び比較例Ａ、Ｂを試験した。結果を表２に列挙する。
【表3】
【0052】
表２は、３インチ（６．９３ｃｍ）の円形ディスクに１０ポンド及び１００ポンドの力を適用したときの研磨材のたわみの測定値、ステンレス鋼スクリーン上の製品縁部上の対応する切削及び摩耗、並びに製品面上のリネンフェノール上での切削及び摩耗を示す。実施例１は、炭化ケイ素含有サンプルであり、比較例Ａと比較して、高いたわみ、低い摩耗率を示し、縁部の切削速度は低いが、面上の切削速度は高かった。同様に、実施例２は、酸化アルミニウム含有サンプルであり、比較例Ｂと比較して、高いたわみ、縁部で同程度の切削速度を示し、面上では磨耗率は低いが切削速度は高かった。
【0053】
この方法により炭化ケイ素無機物質を用いて調製した実施例１は、比較例（全て炭化ケイ素無機物質を含有する）と比較して、高度の柔軟性（conformability）及び目の粗い多孔質表面を呈した。この目の粗い非平面状の表面は、繊維及び多孔質表面に沿って新たな無機物質の露出をもたらし、使用中に不織布研磨材への切屑の負荷を防止する。比較例Ａ及び実施例１は、縁部で同様の性能を有し、実施例１は、目の粗い非平面状の表面を有する研磨表面で優れた性能を提供した。
【0054】
研磨無機物質ブレンドを用いてこの方法によって調製された実施例２は、セラミック無機物質を含有する比較例と比較して、高度の柔軟性及び目の粗い多孔質表面を呈した。この目の粗い非平面状の表面は、繊維及び多孔質表面に沿って新たな鉱物の露出をもたらし、使用中に不織布研磨剤への切屑の負荷を防止する。比較例Ｂ及び実施例２は、縁部で同様の性能を有し、実施例２は、目の粗い非平面状の表面を有する研磨材面で優れた性能を提供した。
【0055】
実施例３：ウェブ強度に対する繊維の長さの影響
幅１８インチ、６０５ｇ／ｍ２の不織布ウェブを、表３に示す繊維の長さの６０％のＦ１と４０％のＦ２ナイロン短繊維とのブレンドから、「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」エアレイ加工機を使用して、５フィート（１．５２メートル）／分で調製した。プロセス設定を通常の動作パラメータ内で変更して、不織布ウェブを作製した。ウェブを搬送ベルトの縁部上に通過させ、ウェブの懸垂重量を、表３に指定された条件の破断点で記録した。
幅１８インチ、６０５ｇ／ｍ２の不織布ウェブを、表３に示す繊維の長さの６０％のＦ１と４０％のＦ２ナイロン短繊維とのブレンドから、「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」エアレイ加工機を使用して、５フィート（１．５２メートル）／分で調製した。プロセス設定を通常の動作パラメータ内で変更して、不織布ウェブを作製した。ウェブを搬送ベルトの縁部上に通過させ、ウェブの懸垂重量を、表３に指定された条件の破断点で記録した。
【0056】
１インチ当たりのクリンプを、ＡＳＴＭ Ｄ３９３７－１２「Ｃｒｉｍｐ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ Ｓｔａｐｌｅ Ｆｉｂｅｒｓ」に従って測定した。クリンプ指数は、伸びた繊維の長さから弛緩した繊維の長さを引いた差を、伸びた繊維の長さで除算したものとして報告され、表３に百分率として表される。ＡＳＴＭ Ｄ５１０３－０７「Ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ Ｓｔａｐｌｅ Ｆｉｂｅｒｓ」を使用して、伸びた繊維の長さを決定した。弛緩した長さは、弛緩した繊維状態の繊維端間の最長距離として測定した。
【表4】
【0057】
３インチの繊維から作製されたウェブは、２インチの繊維から作製されたウェブよりも著しく高い破断重量強度を示した。ウェブ強度のこの増加は、より長い繊維が不織布ウェブ中でより多くの絡み合いをもたらし、ウェブ強度の増加をもたらすことから生じた。後続のプロセスに必要なのは、ロール、ベルト間の間隙を移動し、不織布コーティングプロセスで使用される典型的なロールコータを通過するのに十分なウェブ強度である。約１０００グラム未満のウェブ強度で作製された不織布ウェブは、後続の加工中に伸長し、ばらばらになることが確認された。クリンプ指数の重要性は、４８～５８％のクリンプ指数を有する、長さ３インチの繊維を加工する試みにおいて確認された。このクリンプレベルでは、繊維の絡み合いの程度は、「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」機を通した繊維の供給を妨げ、設備の目詰まり及び予期せぬ停止をもたらした。結果として、更なる不織布研磨加工に十分な強度のウェブは、機械停止を防止するために、２インチ超及び約４インチ未満の繊維の長さ及び約２０～４０％のクリンプ指数を必要とすることが確認された。
【0058】
用いた用語及び表現は、限定ではなく説明の用語として使用したものであり、そのような用語及び表現を使用する際、図示及び記載する特徴又はその一部分の均等物を除外する意図はなく、本開示の実施形態の範囲内で様々な修正形態が可能であることが理解される。したがって、特定の実施形態及び任意選択の特徴によって、本開示を具体的に開示したが、本明細書に開示する概念の修正形態及び変形形態を、当業者であれば用いることができ、そのような修正形態及び変形形態は、本開示の実施形態の範囲内であると見なされることが理解されるべきである。
【0059】
追加の実施形態
以下の例示的な実施形態を示すが、その番号付けは重要度を示すものと解釈されるものではない。
以下の例示的な実施形態を示すが、その番号付けは重要度を示すものと解釈されるものではない。
【0060】
実施形態１は、
不織布ウェブであって、
第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面と、
約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を含む繊維成分と、
繊維成分上に分配されたバインダーと、
不織布ウェブを通じて分散された研磨粒子と、を含む、不織布ウェブ
を含む、研磨物品を提供する。
不織布ウェブであって、
第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面と、
約５０デニール～約２０００デニールの範囲の線密度及び約１５％～約６０％の範囲のクリンプ指数値を有する短繊維を含む繊維成分と、
繊維成分上に分配されたバインダーと、
不織布ウェブを通じて分散された研磨粒子と、を含む、不織布ウェブ
を含む、研磨物品を提供する。
【0061】
実施形態２は、繊維成分が、研磨物品の約５重量％～約３０重量％の範囲である、実施形態１の研磨物品を提供する。
【0062】
実施形態３は、繊維成分が、研磨物品の約１０重量％～約２５重量％の範囲である、実施形態１又は２による研磨物品を提供する。
【0063】
実施形態４は、短繊維が、繊維成分の約７０重量％～約１００重量％の範囲である、実施形態１～３のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0064】
実施形態５は、短繊維が、繊維成分の約９０重量％～約１００重量％の範囲である、実施形態１～４のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0065】
実施形態６は、短繊維が、約３５ｍｍ～約１５５ｍｍの範囲の長さを有する、実施形態１～５のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0066】
実施形態７は、短繊維が、約７０ｍｍ～約８０ｍｍの長さを有する、実施形態１～６のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0067】
実施形態８は、短繊維が、約５０デニール～約６００デニールの範囲の線密度を有する、実施形態１～７のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0068】
実施形態９は、短繊維が、約４００デニール～約１０００デニールの範囲の線密度を有する、実施形態１～８のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0069】
実施形態１０は、短繊維のクリンプ指数値が約２０％～約４０％の範囲である、実施形態１～９のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0070】
実施形態１１は、繊維成分が、
第１の複数の短繊維と、
第２の複数の短繊維と、を含み、
第１の複数の短繊維の線密度、クリンプ指数、及び長さのうちの少なくとも１つが、第２の複数の短繊維の線密度、クリンプ指数、及び長さとは異なる、
実施形態１～１０のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１の複数の短繊維と、
第２の複数の短繊維と、を含み、
第１の複数の短繊維の線密度、クリンプ指数、及び長さのうちの少なくとも１つが、第２の複数の短繊維の線密度、クリンプ指数、及び長さとは異なる、
実施形態１～１０のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0071】
実施形態１２は、第１の複数の短繊維が、繊維成分の約５重量％～約８０重量％の範囲である、実施形態１１に記載の研磨物品を提供する。
【0072】
実施形態１３は、第２の複数の短繊維が、繊維成分の約２０重量％～約９５重量％の範囲である、実施形態１１の研磨物品を提供する。
【0073】
実施形態１４は、第１の複数の短繊維の線密度が、約５０デニール～約５００デニールの範囲である、実施形態１１に記載の研磨物品を提供する。
【0074】
実施形態１５は、第２の複数の短繊維の線密度が、約５００デニール～約２０００デニールの範囲である、実施形態１１に記載の研磨物品を提供する。
【0075】
実施形態１６は、第１の複数の短繊維の線密度の、第２の複数の短繊維の線密度に対する比が、約１：２未満である、実施形態１１に記載の研磨物品を提供する。
【0076】
実施形態１７は、繊維が互いに交絡している、実施形態１～１６のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0077】
実施形態１８は、短繊維が、ランダムに方向付けられ、かつ相互接触点で接着されている、実施形態１～１７のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0078】
実施形態１９は、短繊維が、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、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、塩化ビニル－アクリロニトリルコポリマー、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態１～１８のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0079】
実施形態２０は、ナイロンがナイロン－６，６である、実施形態１９による研磨物品を提供する。
【0080】
実施形態２１は、研磨粒子が研磨物品の約５重量％～約７０重量％の範囲である、実施形態１～２０のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0081】
実施形態２２は、研磨粒子が、形成セラミック研磨粒子である、実施形態１～２１のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0082】
実施形態２３は、形成研磨粒子が、三角形の成形研磨粒子を含む、実施形態２２の研磨物品を提供する。
【0083】
実施形態２４は、研磨粒子が、粉砕研磨粒子を含む、実施形態２１の研磨物品を提供する。
【0084】
実施形態２５は、研磨粒子が、αアルミナ、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、焼結酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナ－ジルコニア、ゾルゲル誘導研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、及びこれらの組み合わせから選択される材料を含む、実施形態１～２４のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。
【0085】
実施形態２６は、研磨粒子が、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、及びこれらの組み合わせから選択される材料を含む、実施形態１～２５のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。
【0086】
実施形態２７は、複数の研磨粒子が、個々の研磨粒子又は研磨粒子のアグロメレートのうちの少なくとも１つである、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。
【0087】
実施形態２８は、研磨物品がホイールである、実施形態１～２７のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0088】
実施形態２９は、第１主面及び第２主面のうちの少なくとも１つが、繊維の平面的アグロメレーションを実質的に含まない、実施形態１～２８のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0089】
実施形態３０は、研磨物品が、非圧縮研磨物品である、実施形態１～２９のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0090】
実施形態３１は、バインダーが、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン－尿素樹脂、エポキシ樹脂、尿素－ホルムアルデヒド樹脂、フェノール－ホルムアルデヒド樹脂、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態１～３０のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0091】
実施形態３２は、バインダーが、研磨物品の約１０重量％～約７０重量％の範囲である、実施形態１～３１のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
【0092】
実施形態３３は、実施形態１～３２のうちのいずれか１つの研磨物品の製造方法であって、
短繊維のウェブを形成することと、
ウェブを穿孔することと、
研磨粒子及びバインダーを、穿孔されたウェブに適用することと、
バインダーを硬化させて、研磨物品を提供することと、
を含む、製造方法を提供する。
短繊維のウェブを形成することと、
ウェブを穿孔することと、
研磨粒子及びバインダーを、穿孔されたウェブに適用することと、
バインダーを硬化させて、研磨物品を提供することと、
を含む、製造方法を提供する。
【0093】
実施形態３４は、研磨粒子が、第１及び第２主面に適用される、実施形態３３の方法を提供する。
【0094】
実施形態３５は、研磨粒子が、第１及び第２主面にドロップコーティングされる、実施形態３３又は３４のいずれか１つによる方法を提供する。
【0095】
実施形態３６は、研磨粒子が、約１００ｇ／ｍ２～約５０００ｇ／ｍ２の範囲のアドオン重量でウェブに適用される、実施形態３３～３５のいずれか１つによる方法を提供する。
【0096】
実施形態３７は、研磨粒子が、約２０００ｇ／ｍ２～約４０００ｇ／ｍ２の範囲のアドオン重量でウェブに適用される、実施形態３３～３６のいずれか１つによる方法を提供する。
【0097】
実施形態３８は、繊維のウェブを形成することが、短繊維をエアレイ加工することを含む、実施形態３３～３６のいずれか１つによる方法を提供する。
【0098】
実施形態３９は、短繊維が、ウェブ形成機械でエアレイ加工される、実施形態３８の方法を提供する。
【0099】
実施形態４０は、繊維の一部分がウェブ形成機械に詰まる可能性が、長さ、クリンプ指数、及び線密度のうちの少なくとも１つに関して異なる対応する繊維よりも低い、実施形態３９の方法を提供する。
【0100】
実施形態４１は、ワークピースの表面から材料を除去するための方法であって、
実施形態１～３２のいずれか１つによる研磨物品又は実施形態３３～４０のいずれか１つによる方法に従って形成された研磨物品を、ワークピースに接触させることと、
研磨物品とワークピース表面との間の圧力を維持しながら、研磨物品をワークピースに対して移動させて、そこから材料を除去することと、
を含む方法を提供する。
実施形態１～３２のいずれか１つによる研磨物品又は実施形態３３～４０のいずれか１つによる方法に従って形成された研磨物品を、ワークピースに接触させることと、
研磨物品とワークピース表面との間の圧力を維持しながら、研磨物品をワークピースに対して移動させて、そこから材料を除去することと、
を含む方法を提供する。
【0101】
実施形態４２は、研磨物品が中心軸を有するディスクの形状であり、研磨物品をワークピースに対して移動させることが、研磨物品を中心軸の周りに回転させることによって達成される、実施形態４１による方法を提供する。
【0102】
実施形態４３は、ワークピースから除去される材料が、炭素鋼である、実施形態４１又は４２による方法を提供する。
【0103】
実施形態４４は、ワークピースから除去される材料が、ポリマー表面コーティングである、実施形態４１～４３のいずれか１つによる方法を提供する。
【0104】
実施形態４５は、
第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面と、約５０デニール～約６００デニールの範囲の線密度を有する第１の短繊維と約５００デニール～約１０００デニールの範囲の線密度を有する第２の短繊維とのブレンドを含む繊維成分と、
繊維成分上に分布した炭化ケイ素研磨粒子と、
繊維成分上に分布したバインダーと、を含む、不織布ウェブ
を含む、研磨物品を提供する。
第１の不規則な主面及び反対側の第２の不規則な主面と、約５０デニール～約６００デニールの範囲の線密度を有する第１の短繊維と約５００デニール～約１０００デニールの範囲の線密度を有する第２の短繊維とのブレンドを含む繊維成分と、
繊維成分上に分布した炭化ケイ素研磨粒子と、
繊維成分上に分布したバインダーと、を含む、不織布ウェブ
を含む、研磨物品を提供する。
【図1】
【図2】