JP6735376B2

JP6735376B2 - 内蔵型繊維性バフ研磨物品

Info

Publication number: JP6735376B2
Application number: JP2019044287A
Authority: JP
Inventors: ジェイミー，エー．マルティネス，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2014504215A; BR112013014582A2; WO2012082395A3; US20130252520A1; EP2651603A4; WO2012082395A2; JP2019141994A; US9908214B2; EP2651603A2

Description

発明の詳細な説明

［背景］
バフ車又はバフは一般に、一緒に積み重ねられているか又は固定されている繊維性物質の層から形成されている。固定法としては、例えば、圧縮、縫合、ステープリング、接着剤結合、プラスチック又は金属のクリンチリング、及びこれらの組み合わせが挙げられる。バフ車は典型的にはシャフトに取り付けられており、回転するように支持されている。バフは長い間、一般に審美上の目的で修正しなければならない表面を有する場合の多い機械加工部品、型打ち部品、及び鋳造物品のような品目の仕上げを行うのに用いられてきた。バフ研磨は、典型的には、表面のより厳密な取り代処理の後に行う仕上げプロセスである。典型的にはバフを回転させて、１０００ｍ／分〜２５００ｍ／分の作業面速度を得る。

バフは、「カット」バフ又は「カラー」バフのいずれかとして分類されることが多い。カットバフはより強力であり、典型的には、バフと加工物との間の中圧から高圧である、より粗いバフ研磨化合物と共に用いられ、加工物をバフの回転方向に対して前進させる。この結果、加工物上のキズが取り除かれ、均一なマット仕上げが得られる。カラーバフは典型的には、バフと加工物との間の中圧から低圧である、より細かなバフ研磨化合物と共に用いられ、加工物をバフの回転方向に対して前進させる。カラーバフを用いると、加工物の表面内のキズが更に取り除かれ、反射する鏡面仕上げが得られる。

［発明の概要］
バフは、ほとんどの場合、三体研磨メカニズムによって表面を磨くのに用いられる。駆動させたバフは、エネルギーを加工物に伝達するが、研磨作用は、周辺で用いられるがバフの表面には結合されない、研磨組成物の「バフ研磨化合物」によってもたらされる。加工物とバフの表面との間に置かれた不結合バフ研磨化合物は、加工物表面を磨き、その結果、バフ研磨を継続するにつれて、加工物表面にできたキズが減少及び縮小していく。このような三体システムによって所望の仕上げが得られるが、安定した仕上げを得るにはバフ研磨化合物を頻繁に適用しなければならず、望ましくないことに、バフ研磨化合物が隣接表面に移る場合があり、加工物表面上に後で取り除かなければならない残留物が残る。研磨組成物を周辺で用いる代わりに、バフの作業面に対して硬化させるか、又は予め含浸させる、二体研磨システムを用いることによってこれらの短所を解決する試みは、カットバフ及びカラーバフではうまくいっていない。したがって、バフ研磨化合物をバフ車に適用する必要性が実質的に排除されるように、バフ研磨用の研磨組成物を予め含浸させたカットバフ及び／又はカラーバフに対する必要性が存在する。

本発明は、外部のバフ研磨化合物をバフ車の周辺又は表面に適用しなくても機能する内蔵型繊維性バフ研磨物品に関する。すなわち、１つの実施形態では、本発明は、リヨセル繊維を含むと共に、架橋されたバインダー、研磨粒子、及び潤滑剤を含む硬化した付着性コーティングを有する、少なくとも１つの繊維性不織布層を含む内蔵型繊維性バフ研磨物品にある。この内蔵型バフは、金属表面上にブライト仕上げを行うことができ、耐用期間が長く、耐摩損性、耐ダスティング性、耐スミヤリング性、及び耐糸引き性を有する。

本説明は、あくまで例示的な実施形態を説明するものであって、例示的な構成体において具現化される本開示のより広範な観点を制限することを意図するものでないことを、当業者は理解するであろう。

内蔵型繊維性バフ研磨物品の１つの実施形態。内蔵型繊維性バフ研磨物品の第２の実施形態。内蔵型繊維性バフ研磨物品の第３の実施形態。内蔵型繊維性バフ研磨物品の第４の実施形態。内蔵型繊維性バフ研磨物品の第５の実施形態。ステンレス鋼加工物に関する比較試験結果。アルミニウム加工物に関する比較試験結果。黄銅加工物に関する比較試験結果。

明細書及び図中で繰り返し使用される参照記号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。

［定義］
本明細書で使用する場合、「内蔵型繊維性バフ研磨物品」は、バフ研磨物品を形成する繊維性物質に予め適用したか、又は予め含浸させたバフ研磨用研磨組成物を含むバフ研磨物品を意味する。このバフ研磨用研磨組成物はカットバフ研磨又はカラーバフ研磨に適しており、バフ研磨物品の初期製造中に、製造業者によりバフ研磨物品に適用される。したがって、作業表面をバフ研磨する目的でバフ研磨物品を最初に使用する前に、又はそれを使用している最中に、作業者がバフ研磨化合物をバフ研磨物品に適用する必要がない。

本明細書で使用する場合、「硬化」は、前駆体の固化について説明する目的で用いるとき、硬化（例えば、熱若しくはその他の手段による重合及び／又は架橋）、乾燥（例えば、揮発性溶媒の除去）、及び／又は単なる冷却を指す。

本明細書で使用する場合、「含む／備える／具備する（comprise）」、「有する（have）」、及び「含む（include）」という言葉の形態は、法的に同等かつ非限定的である。したがって、記載された要素、機能、工程、又は制限に加えて、記載されていない追加的な要素、機能、工程、又は制限が存在する場合がある。

［詳細な説明］
本発明の内蔵型繊維性バフ研磨物品は、架橋可能なバインダー前駆体、研磨粒子、及び潤滑剤を含む付着性スラリーを含浸させた、少なくとも１つの繊維性不織布層を含む。

［繊維性不織布］
本発明の実施に有用な不織布は、いずれかの既知のウェブ形成システムによって作製してよい。いくつかの実施形態では、不織布（fabric）は、スパンボンドされていても、水流交絡されていても、メルトブローされていてもよい。いくつかの実施形態では、不織布は乾式不織布である。いくつかの実施形態では、不織布はエアレイド不織布である。いくつかの実施形態では、不織布は、カーディング及びクロスラッピングによって形成される。短繊維を用いるウェブ形成法が典型的であり、スパンボンド又はメルトブローのような連続的フィラメントシステムを用いてよい。有用な短繊維長としては、０．７５インチ（１９ｍｍ）以上４インチ（１０２ｍｍ）以下が挙げられる。いくつかの実施形態では、プレボンドコーティングを適用して、不織布の一体性を高めてもよい。

不織布の繊維構成要素は、合成であっても、人造であっても、天然由来であってもよい。代表的な合成繊維は、ポリエステル（ポリ（エチレンテレフタレート）又はポリ（ブチレンテレフタレート）など）、ポリアミド（ポリ（ヘキサメチレンアジペート）又はポリカプロラクタムなど）、及びポリオレフィン（ポリエチレン又はポリプロピレンなど）である。代表的な人造繊維としては、セルロースアセテート、レーヨン、及びリヨセルが挙げられる。いくつかの実施形態では、綿、ジュート、ラミー、及びウールのような天然繊維は、単独で又は組み合わせで有用である。いくつかの実施形態では、２つ、３つ、又は更には４つ以上の繊維構成要素のブレンドを用いてもよい。

いくつかの実施形態では、繊維のデニールは、０．１デニール（０．１１ｄｔｅｘ）超であってよい。いくつかの実施形態では、繊維の寸法は、２０デニール（２２．５ｄｔｅｘ）未満であってよい。いくつかの実施形態では、２つ以上の繊維デニールの混合物が有用であることもある。

いくつかの実施形態では、不織布はリヨセル繊維を含む。いくつかの実施形態では、不織布は、少なくとも３０重量％のリヨセル繊維、又は少なくとも５０重量％のリヨセル繊維、又は少なくとも７０重量％のリヨセル繊維、又は少なくとも９０重量％のリヨセル繊維、又は更には１００重量％のリヨセル繊維である。ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート）、レーヨン、セルロースアセテート、又は綿を含め、その他の天然、人造、又は合成の繊維も更に組み込んでもよい。いくつかの実施形態では、不織布は、融着後に架橋して熱硬化性にできる融着可能な繊維を含む、融着可能な繊維を含んでもよい。

不織布は、５０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２、又は７５ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２、又は１００ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２の坪量を有するように調製する。不織布の厚みは、典型的には１ｍｍ〜２０ｍｍ、又は２ｍｍ〜１５ｍｍ、又は５ｍｍ〜１０ｍｍである。いくつかの実施形態では、不織布は後でニードルで留められる。別の実施形態では、不織布は後でカレンダー加工、及び／又はその他の方法で熱処理（例えばスルーボンディング）してもよい。

［付着性スラリー］
付着性スラリーは、研磨粒子、潤滑剤、及び架橋可能なバインダー前駆体の水性分散液を含む。有用な付着性スラリーは、使用中、所望の研磨効果（カット又はカラーバフ研磨）を最大化し、バフの可撓性を最大化し、スミヤリング（バフ研磨構成要素の、加工物上への不要な移動）及びダスティングを最小化するように配合する。付着性スラリーの有用な組成は、３〜５０重量％のバインダー前駆体、５〜８０重量％の潤滑剤、及び１０〜８０重量％の鉱物である。いくつかのコーティング工程で、不織布を付着性スラリーとその他の任意の添加剤でコーティングする。コーティングは、例えば、ロールコーティング、スプレーコーティング、又は飽和コーティングのようないずれかの従来の手段によって適用してよい。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの別々の工程において、バインダー前駆体及び鉱物を適用した状態でコーティングを適用してから硬化させ、続いて、潤滑剤をコーティングして、硬化させる。いくつかの実施形態では、硬化工程後のポリウレタンコーティング、潤滑剤コーティング、硬化工程後のフェノール樹脂コーティング、並びに、潤滑剤コーティング及び硬化という４つのコーティングを適用する。

［架橋可能なバインダー前駆体］
好適なバインダー前駆体としては、ポリウレタンポリマー又はプレポリマー、フェノール樹脂、及びアクリルが挙げられる。有用なウレタンプレポリマーの例としては、ポリイソシアネート類及びそのブロックされた形が挙げられる。典型的には、ブロックされたポリイソシアネートは、周囲条件下（例えば、約２０℃〜約２５℃の範囲の温度）でイソシアネート反応性化合物（例えば、アミン、アルコール、チオールなど）に実質的に反応しないが、十分な熱エネルギーを加えるとブロッキング剤が放出され、それによりアミン硬化剤と反応して共有結合を形成するイソシアネート官能基を生成する。

有用なポリイソシアネート類としては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート類（例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート又はトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート）、脂環式ポリイソシアネート類（例えば、水素添加キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート）、芳香族ポリイソシアネート類（例えば、トリレンジイソシアネート又は４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）、任意の前述のポリイソシアネート類の多価アルコール付加体（例えば、ジオール、低分子量ヒドロキシ基を含有するポリエステル樹脂、水など）、前述のポリイソシアネート類の付加体（例えば、イソシアネート類、ビウレット）及びこれらの混合物が挙げられる。

有用な市販のポリイソシアネートとしては例えば、ＣｈｅｍｔｕｒａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎ．）から「ＡＤＩＰＲＥＮＥ」という商品名で入手可能なもの（例えば「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ０３１１」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ１００」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ１６７」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ２１３」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ３１５」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬ６８０」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＦ１８００Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＦ６００Ｄ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＦＰ１９５０Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＦＰ２９５０Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＦＰ５９０Ｄ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＬＷ５２０」、及び「ＡＤＩＰＲＥＮＥＰＰ１０９５」）、ＢａｙｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ．）から「ＭＯＮＤＵＲ」という商品名で入手可能なポリイソシアネート（例えば「ＭＯＮＤＵＲ１４３７」、「ＭＯＮＤＵＲＭＰ−０９５」、又は「ＭＯＮＤＵＲ４４８」）、並びに、ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐａ．）から「ＡＩＲＴＨＡＮＥ」及び「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ」という商品名で入手可能なポリイソシアネート（例えば「ＡＩＲＴＨＡＮＥＡＰＣ−５０４」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥＰＳＴ−９５Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥＰＳＴ−８５Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥＰＥＴ−９１Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥＰＥＴ−７５Ｄ」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥＳＴＥ−９５Ａ」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥＳＴＥ−Ｐ９５」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥＳＴＳ−５５」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥＳＭＥ−９０Ａ」、及び「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥＭＳ−９０Ａ」）が挙げられる。

可使時間を延長するために、例えば上記のようなポリイソシアネート類を、当該技術分野において既知である種々の技術に従って、ブロッキング剤でブロックすることができる。代表的なブロッキング剤としては、ケトオキシム類（例えば、２−ブタノンオキシム）、ラクタム類（例えば、ε−カプロラクタム）、マロン酸エステル（例えば、マロン酸ジメチル及びマロン酸ジエチル）、ピラゾール類（例えば、３，５−ジメチルピラゾール）、三級アルコール類（例えば、ｔ−ブタノール又は２，２−ジメチルペンタノール）、フェノール類（例えば、アルキル化フェノール類）、及び記載したアルコール類の混合物を含むアルコール類が挙げられる。

代表的な、有用な市販のブロックされたポリイソシアネート類としては、ＣｈｅｍｔｕｒａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより商品名「ＡＤＩＰＲＥＮＥＢＬ１１」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＢＬ１６」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥＢＬ３１」として販売されているブロックされたポリイソシアネート類、及びＢａｘｅｎｄｅｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｔｄ（Ａｃｃｒｉｎｇｔｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ）により商品名「ＴＲＩＸＥＮＥ」（例えば「ＴＲＩＸＥＮＥＢＬ７６４１」、「ＴＲＩＸＥＮＥＢＬ７６４２」、「ＴＲＩＸＥＮＥＢＬ７７７２」、及び「ＴＲＩＸＥＮＥＢＬ７７７４」）として販売されているブロックされたポリイソシアネート類が挙げられる。

いくつかの実施形態では、ポリウレタンバインダーコーティング中のウレタンプレポリマーの量は、硬化コーティング組成物の総重量に対して、１０〜５０重量パーセント、又は１５〜４０重量パーセント、又は更には１５〜３５重量パーセントの量であるが、これらの範囲外の量も用いてもよい。

好適なアミン硬化剤としては、芳香族、アルキル−芳香族、又はアルキル多官能性アミン、好ましくは一級アミンが挙げられる。有用なアミン硬化剤の例としては、４，４’−メチレンジアニリン、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから市販されている商品名「ＣＵＲＩＴＨＡＮＥ１０３」及びＢａｙｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ．）から市販されている「ＭＤＡ−８５」という商品名で知られているものを含む２．１〜４．０個の官能基を有する高分子メチレンジアニリン、１，５−ジアミン−２−メチルペンタン、トリス（２−アミノエチル）アミン、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン（すなわち、イソホロンジアミン）、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ビス（ｏ−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−メチレンビス（ジメチルアントラニレート）、ビス（４−アミノ−３−エチルフェニル）メタン（例えば、ＮｉｐｐｏｎＫａｙａｋｕＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）によって「ＫＡＹＡＨＡＲＤＡＡ」という商品名で市販されているもの）、及びビス（４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタン（例えば、Ｌｏｎｚａ，Ｌｔｄ．（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって「ＬＯＮＺＡＣＵＲＥＭ−ＤＥＡ」という商品名で市販されているもの）、並びにこれらの混合物が挙げられる。例えば、意図する用途によって求められるのに応じて、硬化速度を修正する（例えば遅らせる）ために、所望に応じて、ポリオールを硬化性組成物に加えてもよい。

アミン硬化剤は、意図する用途によって求められる程度までブロックされたポリイソシアネートを硬化させるのに有効な量（すなわち有用量）で存在する必要があり、例えば、アミン硬化剤は、イソシアネート（又はブロックされたイソシアネート）に対する硬化剤の化学量論比が０．８〜１．３５の範囲、又は０．８５〜１．２０の範囲となる量で存在してよい。

フェノール材は、その熱的特性、可用性、コスト、及び取り扱いやすさから、有用なバインダー前駆体である。レゾールフェノール樹脂は、フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１以上、典型的には１．５：１．０〜３．０：１．０である。ノボラックフェノール樹脂は、フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１．０：１．０未満である。市販のフェノール樹脂の例としては、ＯｃｃｉｄｅｎｔａｌＣｈｅｍｉｃａｌｓＣｏｒｐ．製のＤＵＲＥＺ及びＶＡＲＣＵＭ、Ｍｏｎｓａｎｔｏ製のＲＥＳＩＮＯＸ、ＡｓｈｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製のＡＲＯＦＥＮＥ、並びにＡｓｈｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製のＡＲＯＴＡＰという商品名で知られているものが挙げられる。

いくつかの実施形態では、フェノールバインダーコーティング中に存在するフェノールバインダー前駆体の量は、コーティング組成物の総重量に対して、２〜５０重量パーセントの量、又は５〜４０重量パーセントの量、又は更には５〜３５重量パーセントの量であるが、これらの範囲外の量も用いてもよい。

架橋されたアクリル樹脂粒子の乳濁液も、本発明における有用性を見出し得る。

いくつかのバインダー前駆体は、ラテックスと混合したフェノール樹脂を含む。このようなラテックスの例としては、アクリロニトリルブタジエン、アクリル、ブタジエン、ブタジエン−スチレン、及びこれらの組み合わせを含む物質が挙げられる。これらのラテックスは、多種多様な供給源から市販されており、ＲＨＯＰＬＥＸ及びＡＣＲＹＬＳＯＬという商品名でＲｏｈｍａｎｄＨａａｓＣｏｍｐａｎｙから市販されているもの、ＦＬＥＸＣＲＹＬ及びＶＡＬＴＡＣという商品名でＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆ＣｈｅｍｉｃａｌｓＩｎｃ．から市販されているもの、ＳＹＮＴＨＥＭＵＬ、ＴＹＣＲＹＬ、及びＴＹＬＡＣという商品名でＲｅｉｃｈｏｌｄＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から市販されているもの、ＨＹＣＡＲ及びＧＯＯＤＲＩＴＥという商品名でＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈから市販されているもの、ＣＨＥＭＩＧＵＭという商品名でＧｏｏｄｙｅａｒＴｉｒｅａｎｄＲｕｂｂｅｒＣｏ．から市販されているもの、ＮＥＯＣＲＹＬという商品名でＩＣＩから市販されているもの、ＢＵＴＡＦＯＮという商品名でＢＡＳＦから市販されているもの、並びに、ＲＥＳという商品名でＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅから市販されているものが挙げられる。

［潤滑剤］
内蔵型繊維性バフ研磨物品で用いる潤滑剤の例としては、脂肪酸（例えば、ステアリン酸）、脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛）、固体潤滑剤（例えば、ポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）、グラファイト、及び二硫化モリブデン）、鉱油及び鉱ろう（微粉化ろうを含む）、カルボン酸エステル（例えば、ステアリン酸ブチル）、二ステアリン酸ポリエチレングリコール（例えば、二ステアリン酸ＰＥＧ６０００）、ポリ（ジメチルシロキサン）流体、ポリ（ジメチルシロキサン）ガム、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。このような潤滑剤及び商業的供給源は、当該技術分野において既知である。その他の好適な潤滑剤は、当業者であれば、本開示を査読すれば分かるであろう。

有用な潤滑剤としては例えば、「ＩＮＤＵＳＴＲＥＮＥ４５１６」（ＰＣＭＢｉｏｇｅｎｉｃｓ（Ｍｅｍｐｈｉｓ，Ｔｅｎｎｅｓｅｅ）より）、「ＬＩＣ１７」（Ａｓｈｌａｎｄ，Ｉｎｃ．（Ｃｏｖｉｎｇｔｏｎ，Ｋｅｎｔｕｃｋｙ）より）、鉱油（ＵｎｉｖａｒＵＳＡ（Ｒｅｄｍｏｎｄ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎより））、「ＺＩＮＣＵＭＳＷ」、「ＺＩＮＣＵＭＡＶ」、「ＣＥＡＳＩＴＳＷ」及び「ＣＥＡＳＩＴＡＶ」（ＢａｅｒｌｏｃｈｅｒＤｏＢｒａｓｉｌＳ．Ａ．（Ａｍｅｒｉｃａｎａ，ＳＰ，Ｂｒａｚｉｌ）より）、「ＣＯＭＡＸＡ」、「ＣＯＭＡＸＴ」、「ＱＵＩＭＩＰＥＬＣＯＡＴ９３２７」及び「ＱＵＩＭＩＰＥＬＣＯＡＴ９３３０」（ＱｕｉｍｉｐｅｌＩｎｄｕｓｔｒｉａＱｕｉｍｉｃａＬＴＤＡ（Ｐｉｒａｃａｉａ，ＳＰ，Ｂｒａｚｉｌ）より）、「ＮａｔｕｒａｌＧｒａｐｈｉｔｅ」（ＮａｃｉｏｎａｌｄｅＧｒａｆｉｔｅＬＴＤＡ（Ｉｔａｐｅｃｅｒｉｃａ，ＭＧ，Ｂｒａｚｉｌ）より）、「ＭｉｎｅｒａｌＯｉｌＵＳＰＧｒａｄｅＡｇｅｃｏｍａｎｄＤｒａｋｅｏｌ」（ＡｇｅｃｏｍＰｒｏｄｕｃｔｏｓｄｅＰｅｔｒｏｌｅｏ（Ｍａｕａ，ＳＰ，Ｂｒａｚｉｌ）より）が挙げられる。

［研磨粒子］
好適な研磨粒子は、バフ研磨作業で有用なものである。研磨粒子は、任意の好適な組成物であってよいが、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム、か焼微紛化酸化アルミニウム、酸化鉄、又は炭化ケイ素を含むものが典型的である。適切な研磨粒度分布としては、中位粒径が５０マイクロメートル以下、３０マイクロメートル以下、又は１５マイクロメートル以下の分布が挙げられる。

有用な研磨粒子の例としては、「Ｅ２６１６ＧＲＥＥＮ」（ＡｋｒｏｃｈｅｍＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ）より）、「ＫＲＯＮＯＳ２３１０」（ＫｒｏｎｏｓＩｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）より）、「ＢＫ−５０９９」（ＥｌｅｍｅｎｔｉｓＰｉｇｍｅｎｔｓＩｎｃ．（ＦａｉｒｖｉｅｗＨｅｉｇｈｔｓ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）より）、「ＭＩＣＲＯＧＲＩＴＷＣＡ」（ＭｉｃｒｏＡｂｒａｓｉｖｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｅｓｔｆｉｅｌｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）より）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

［その他の任意の添加剤］
付着性スラリー中で有益であり得るその他の任意の添加剤としては、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、着色剤、コーティング調整剤、及びカップリング剤が挙げられる。

アニオン性界面活性剤は、潤滑剤を付着性スラリーに組み込むのに有益である。有効なアニオン性界面活性剤の例は、「ＡｅｒｏｓｏｌＯＴ−７５」としてＣｙｔｅｃＤｏＢｒａｓｉｌＬｔｄａ．（ＳａｏＰａｕｌｏ，ＳＰ，Ｂｒａｚｉｌ）から入手可能なジオクチルスルホコハク酸ナトリウムである。有用な乳化剤は、「ＡＭＰ−９５」としてＡｎｇｕｓＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（ＢｕｆｆａｌｏＧｒｏｖｅ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手可能のようなトリエタノールアミン、及び、ＡｃｍｅＨａｒｄｅｓｔｙＯｌｏｅｃｈｅｍｉｃａｌｓ（ＢｌｕｅＢｅｌｌ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から入手可能なグリセリンのような単純なポリオール化合物である。

湿潤剤は、繊維性バフ研磨材への付着性スラリーの含浸を促進するのに有用である。有用な湿潤剤としては、ＧａｐＱｕｉｍｉｃａＬｔｄａ．（Ｇｕａｒｕｌｈｏｓ，ＳＰ，Ｂｒａｚｉｌ）から入手可能な「ＮｏｐｃｏＷｅｔＢＲ」のような、少なくとも部分的に非イオン性である界面活性剤が挙げられる。その他の有用な非イオン性界面活性剤としては、いずれもＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能な「ＴＥＲＧＩＴＯＬ１５−Ｓ−４０」及び「ＴＥＲＧＩＴＯＬＸＪ」、並びに、ＢＡＳＦ（ＦｌｏｒｈａｍＰａｒｋ，ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ）から入手可能な「ＰＥＧＤＳ６０００」が挙げられる。

コーティング調整剤及びＶＯＣ還元剤（ヒドロキシエチルエチレン尿素など）は、膜形成を促進するのに有用である。有用なコーティング調整剤としては、ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から入手可能な「ＳＲ−５１１」が挙げられる。

カップリング剤は、不織布バフ研磨材とバインダーと研磨鉱物との間の付着性を向上させるのに有用である。有用なカップリング剤としては、いずれもＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能な「Ｚ−６０２０Ｓｉｌａｎｅ」及び「Ｚ−６０４０Ｓｉｌａｎｅ」が挙げられる。

酸化鉄、酸化チタン、又はカーボンブラックのような着色剤又は色素を加えて、異なるバフ研磨物品及び／又はバフ研磨物品のタイプを視覚的に識別するようにしてもよい。いくつかの実施形態では、酸化クロムのような色素も研磨粒子として機能してもよい。

好適な着色剤色素としては、「ＫＲＯＮＯＳ２３１０」（ＫｒｏｎｏｓＩｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ））、「Ｅ２６１６ＧＲＥＥＮ」（ＡｋｒｏｃｈｅｍＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ））、「ＢＫ−５０９９ＰＩＧＭＥＮＴ」（ＥｌｅｍｅｎｔｉｓＰｉｇｍｅｎｔｓＩｎｃ．（Ｆａｉｒｖｉｅｗｈｅｉｇｈｔｓ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ））、及び「ＣｏｐｐｅｒａｓＲｅｄＩｒｏｎＯｘｉｄｅＲ５０９８Ｄ」（ＲｏｃｋｗｏｏｄＰｉｇｍｅｎｔｓＩｎｃ．（Ｂｅｌｔｓｖｉｌｌｅ，Ｍａｒｙｌａｎｄ））が挙げられる。

［付着性スラリー含浸プロセス］
本発明の内蔵型繊維性バフ研磨物品は、研磨粒子、架橋可能なバインダー、潤滑剤、並びに、任意により湿潤剤及び／又は界面活性剤を含む付着性スラリーを、ある長さの好適な繊維性不織布に含浸させてから、繊維上及び不織布の表面上に硬化した付着性コーティングを形成する硬化工程を行うことによって作製する。付着性スラリーは、上で論じたようないずれかの１つ以上の硬化工程を有する１つ以上の工程で繊維性物質に組み込んでよい。いくつかの実施形態では、付着性スラリーを組み込み、硬化させてから、その後、追加の潤滑剤を含むコーティングを行い、続いて、追加の硬化工程を行う。付着性スラリー及び追加のコーティングは、ロールコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティング、又は噴霧のような従来の適用手段によって適用してよい。

いくつかの実施形態では、コーティングの総乾燥付着重量は５０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２、又は５０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２、又は１００ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２である。いくつかの実施形態では、最終的なコーティング済みバフ研磨布の総重量は２００ｇ／ｍ^２〜１０００ｇ／ｍ^２である。

硬化工程中に水を除去すると、より望ましい付着性スラリーが親水性相と親油性相とに分離することが明らかになっている。理論に束縛されるものではないが、様々なコーティング構成要素がこれらの別個の相に分液されることは、内蔵型繊維性バフ研磨物品を使用するときのバフ研磨性能の向上に寄与すると本発明者らは考えている。

［内蔵型繊維性バフ研磨物品］
バフは、バフ研磨作業時に典型的に遭遇する厳しい使用条件に耐えることができなければならないだけでなく、付着性バフ研磨組成物をバフ研磨表面上に保持することができなければならない。内蔵型繊維性バフ研磨物品は、現在知られている任意の設計若しくはスタイル、又は将来的に考えられる任意の設計若しくはスタイルであってもよい。バフの最も一般的な形状が図１〜３によって示されている。

図１は、任意により、縫合するためのものとして知られている好適な糸で、外縁１３と、回転スピンドル又はマンドレルに取り付けるための中央開口部１４との間が１つ以上の円状の縫い目１２で縫合された、繊維性バフ研磨材層１１からなるバフ１０を示している。繊維性バフ研磨材層は概ね円形を有しており、バフの周囲縁である円筒形表面を各層の縁が画定するように積み重ねられている（又はアセンブリ全体が切断されている）。

図２は、好適な糸によって複数の円形縫い目パターン２２で縫合された繊維性バフ研磨材層２１からなるバフ２０を示している。縫合パターンは、同心（図示されている）、らせん、正方形、放射状、放射環状、又はこれらの組み合わせであってよい。バフ２０は、回転スピンドル又はマンドレルに取り付けるための中央開口部２４を有する。

図３は、繊維性バフ研磨材の連続的ストリップを切断して、このストリップを軸方向に揃えた円筒形マンドレルの別々の端部の周りに渦巻状に巻き付け、巻き付けたストリップをその中央で放射状に収縮させて、扁平な「縫いじわ付き」環状部を形成し、プラスチック又は金属のいずれかの剛性クリンチリング３３を環状部の開口部内に設置することによって作製される「縫いじわ付き」バフとして知られるバフ３０を示している。「縫いじわ付き」繊維性バフ研磨材環状部は、厚紙で形成された環状部のような好適な剛性環状部に、ステープリング、縫合、又は接着剤結合によって固定してもよい。

縫合バフの特定の構造は、その最終的用途によって決まることになる。縫合されている布層で形成されたバフは、図２に示されているように、典型的にはカットバフ研磨で用いられる。縫い目の非常に接近した列は、縫合バフの剛性を向上させ、切削性を向上させる。このようなバフの縫合パターンは、同心の縫合、放射状の縫合、正方形の縫合、らせん状の縫合から、放射環状の縫合、及びらせん状の中心を有する放射環状まで、ユーザーのニーズに応じて様々であってよい。同心縫合では、バフを使用するにつれてバフが磨耗すると、密度が不均一になる。バフが縫い目の近くまで磨耗するとバフは堅くなり、縫い目の１つの列を過ぎると柔らかくなる。らせん縫合では、より均一な密度が得られるが、バフ表面は依然として密度のばらつきを有することになる。正方形及び非同心縫合パターンは、バフ研磨プロセスを補助し得るポケットを生じさせる。

縫いじわ又はプリーツ付きバフは、その冷気流機能でよく知られており、この機能は、その布のプリーツ又は縫いじわによって提供される。縫いじわ付きバフの構造のタイプも、その最終用途によって決まる。各種の切削及び／又はカラーバフ研磨用途によって異なる硬度が求められることがある。硬度は、マンドレル上のバフの間隔によって多少制御できるが、より一般的には、縫いじわの程度、クリンチリング直径に対するバフの直径、又はバフ布の剛性によって調節する。

図４に示されているように個別のバフ研磨フラップ４１を有する「フラップホイール」構造４０、又は、図５に示されているように個別のバフ研磨フラップ５１を有する「フラップベルト」構造５０を含め、その他の内蔵型繊維性バフ研磨物品も有用であり得る。ニードルタックベルト又はディスクのようなバフ研磨物品もまた有用であり得る。

本発明の目的及び利点を以下の非限定的な実施例により更に例示するが、これらの実施例の中で挙げた特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に限定するように解釈されるべきではない。特に断らないかぎり、本実施例及び本明細書の残りの部分における部、百分率、比などは全て重量に基づいたものである。実施例全体を通して以下の略記を用いる。

［実施例１〜４］
内蔵型繊維性バフ研磨物品の様々な実施形態を示すために、実施例１〜４を調製した。

［実施例１］
実施例１の内蔵型繊維性バフ研磨物品を調製して、その金属表面を磨く能力と既存のバフ研磨物品の金属表面を磨く能力を比較した。１３０ｇ／ｍ^２のエアレイド不織布を１００％リヨセル繊維（表１に記載されている材料を参照）から調製し、ニードルタックを行って厚さ４．５ｍｍのファブリックを作製した。コーティング１（コーティングは表２に記載されている）を湿潤付着重量３０１ｇ／ｍ^２で適用し（全てのコーティングはロールコーターによって適用した）、５分、１６０℃で加熱した。続いて、コーティング２を湿潤付着重量３９９ｇ／ｍ^２で適用し、５分、１４０℃で加熱した。続いて、コーティング３を適用して４９１ｇ／ｍ^２の湿潤付着重量をもたらし、５分、１７６℃で加熱した。最後に、コーティング４を湿潤付着重量４６５ｇ／ｍ^２で適用し、５分、１４０℃で加熱した。

ドライコーティングしたファブリックの累積重量は３８６ｇ／ｍ^２であり、最終的な厚みは２．８〜３．５ｍｍと様々であった。続いて、コーティングしたファブリックをダイカッティングによって直径１０インチ（２５．４ｃｍ）のディスクに変換し、バフ研磨試験を用いて、得られたディスクを評価した。

［実施例２］
実施例２は、リヨセル／ナイロン短繊維の７５／２５重量％ブレンドのファブリック１６７ｇ／ｍ^２を１００％リヨセル短繊維の代わりに用い、最終的な重量が４７３ｇ／ｍ^２であった以外は、実施例１と同様にして調製した。

［実施例３］
実施例３は、リヨセル／ナイロン短繊維の９０／１０重量％ブレンドのファブリック２８０ｇ／ｍ^２を１００％リヨセル短繊維のファブリック１３０ｇ／ｍ^２の代わりに用い、コーティング中の研磨物品がＣｒＯ／ＴｉＯではなくＦｅＯ／ＷＣＡであり、コーティングが表３に示されているものであり、最終的な重量が９００ｇ／ｍ^２であった以外は、実施例１と同様にして調製した。

［実施例４］
実施例４は、リヨセル／ナイロン短繊維の９０／１０重量％ブレンドのファブリック２８５ｇ／ｍ^２を１００％リヨセル短繊維のファブリック１３０ｇ／ｍ^２の代わりに用い、コーティング中の研磨粒子がＣｒＯ／ＴｉＯではなくＣｒＯであり、コーティングが表４に示されているものであり、最終的な重量が８２６ｇ／ｍ^２であった以外は、実施例１と同様にして調製した。

［比較例Ａ〜Ｄ］
比較例Ａ〜Ｄは市販のバフ研磨物品であり、いずれも、外部のバフ研磨化合物を用いる必要があるものであった。７つの市販のバフ研磨化合物の予備的評価を行った。各タイプの金属に対して上位３つを比較例に選択した。

比較例Ａは、８０プライのらせん縫合綿ホイール（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）から得た部品番号ＳＳＣＷ１０８０）であった。比較例Ａは、ホワイトルージュバー化合物（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）から得たＷｈｉｔｅＲｏｕｇｅＷＢＣ５）と共に用いた。

比較例Ｂは、４０プライの緩い綿ホイール（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）製の部品番号ＬＣＷ１０２０）であった。比較例Ｂは、ジュエラールージュバフ研磨化合物（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）から得たＲｅｄＲｏｕｇｅＪＲＢＣ５）と共に用いた。

比較例Ｃは、グリーンルージュバーバフ研磨化合物（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）から得たＧｒｅｅｎＲｏｕｇｅＳＳＢＣ５）をジュエラールージュの代わりに用いた以外は、比較例Ｂと同様であった。

比較例Ｄは、ブルールージュバフ研磨化合物（ＣａｓｗｅｌｌＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ（Ｌｙｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ）から得たＢｌｕｅＲｏｕｇｅＢＬＵＢＣ５）をジュエラールージュの代わりに用いた以外は、比較例Ｂと同様であった。

［バフ研磨試験］
バフ研磨試験は、内蔵型繊維性バフ研磨物品及び比較例のバフ研磨物品が金属基材の光沢を修正する有効性を測定した。バフ研磨の有効性は、マイクログロスメーター（Ｂｙｋ−ＧａｒｄｎｅｒＵＳＡ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）から得たモデルＡＧ−４４４６）によって測定した光反射率の変化によって測定した。

加工物は、１６ゲージの３０４ステンレス鋼、厚さ１／８インチ（３．１７５ｍｍ）の６０６１アルミニウム、及び厚さ１／１６インチ（１．５８７５ｍｍ）の黄銅合金３５３の１２インチ×１２インチ（３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍ）のシートであった。試験用に、内蔵型繊維性バフ研磨物品は、各実施例のディスクを１２枚積み重ね、取り付け用のアーバーホールを設けることによって調製した。比較例のバフ研磨物品は、受け取った状態のまま試験した。いずれのバフ研磨物品も直径１０インチ（２５．４ｃｍ）であった。

Ｘ−Ｙテーブルの上に配置した電動回転工具に、試験するバフ研磨物品を取り付けた。ステンレス鋼、アルミニウム、又は黄銅加工物を、Ｘ−Ｙテーブルに固定した。続いて、テーブルが、９インチ（２３ｃｍ）の軌道を５．６インチ／秒（１４．２ｃｍ／秒）で＋Ｘ方向で前方に横断し、同じ距離及び同じ速度で−Ｘ方向に後進し、前後移動を合わせて２４回（片道２４回）行い、続いて、＋Ｙ方向に０．２５インチ（６．３５ｍｍ）移動してから、９インチ（２３ｃｍ）の軌道を５．６インチ／秒（１４．２ｃｍ／秒）で前方に＋Ｘ方向で横断し、同じ距離及び同じ速度で−Ｘ方向に後進し、前後移動を合わせて１６回（片道１６回）行い、続いて、＋Ｙ方向に０．２５インチ（６．３５ｍｍ）移動してから、９インチ（２３ｃｍ）の軌道を５．６インチ／秒（１４．２ｃｍ／秒）で前方に＋Ｘ方向で横断し、同じ距離及び同じ速度で−Ｘ方向に後進し、前後移動を合わせて８回（片道８回）行い、続いて、＋Ｙ方向に０．２５インチ（６．３５ｍｍ）移動してから、９インチ（２３ｃｍ）の軌道を．６インチ／秒（１４．２ｃｍ／秒）で前方に＋Ｘ方向で横断し、同じ距離及び同じ速度で−Ｘ方向に後進し、前後移動を合わせて４回（片道４回）行ない、続いて、＋Ｙ方向に０．２５インチ（６．３５ｍｍ）移動してから、９インチ（２３ｃｍ）の軌道を５．６インチ／秒（１４．２ｃｍ／秒）で前方に＋Ｘ方向で横断し、同じ距離及び同じ速度で−Ｘ方向に後進し、前後移動を合わせて２回（片道２回）行うように設定した。この動作の組み合わせを１試験サイクルと定義した。回転工具を起動し、２２００ｒｐｍで無負荷で回転させた。続いて、回転軸をＸ方向と平行にした状態でバフ研磨物品を加工物に対して０．５ｐｓｉ（３．４５ｋＰａ）で放射状に動かし、Ｘ−Ｙテーブルを起動させて、所定の軌道を移動させた。

各バフ研磨物品を２、４、８、１６、及び２４サイクル試験した。２、４、８、１６、及び２４サイクル後、２０度光沢度を測定した。本発明の物品及び比較例の物品の２４試験サイクル後の２０度光沢度が、表５に示されている。本発明の物品及び比較例の物品の２、４、８、１６、及び２４サイクル後の漸増的な光沢変化が、図６〜８に示されている。図６は、ステンレス鋼加工物の試験結果を示している。図７は、アルミニウム加工物の試験結果を示している。図８は、黄銅加工物の試験結果を示している。いずれのケースでも、本発明のバフ研磨物品の光沢値は、外部から適用したバフ研磨化合物と共に用いた比較例のバフ研磨物品と同じであるか、それよりも高い。内蔵型繊維性バフ研磨物品は、比較例のバフ研磨物品よりも少ない片道数で、所望の光沢レベルを達成することが多かった。

当業者は、より具体的に添付の「特許請求の範囲」に記載した本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本開示への他の修正及び変更を行うことが可能である。多様な実施形態の観点を多様な実施形態の他の観点と一部若しくは全て相互交換すること又は組み合わせることが可能であると理解されたい。上述の出願において引用された全ての参照、特許、又は特許出願は、一貫した方法で全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれた参照と本明細書との間に部分的に不一致又は矛盾がある場合、先行する記述の情報が優先するものとする。当業者が請求項の開示を実行することを可能にするために与えられた先行する記述は、本請求項及びそれと等しい全てのものによって定義される本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

^１ｎ．ｄ．＝測定せず

Claims

リヨセル（登録商標）繊維を含む少なくとも１つの繊維性不織布層を含むバフ研磨物品と、
予め適用したバフ研磨用研磨組成物であって、架橋されたバインダー、研磨粒子、及び潤滑剤を含む硬化した付着性コーティング（ただし、シクロデキストリンを含むものを除く）であるバフ研磨用研磨組成物と、
を有し、
前記少なくとも１つの繊維性不織布層中の前記リヨセル繊維の重量割合が、７５％以上である、金属表面ブライト仕上げ用内蔵型繊維性バフ研磨物品。
請求項１に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品の製造方法であって、
リヨセル（登録商標）繊維を含む繊維性不織布に付着性スラリーを含浸させる工程と、
付着性スラリーを含浸させた繊維性不織布を硬化させる工程であって、硬化された前記付着性スラリーは、前記付着性コーティングである、前記工程と、
を有し、
前記付着性スラリーは、研磨粒子、架橋可能なバインダー、及び潤滑剤を含む、製造方法。
追加のコーティングを行う工程であって、当該追加のコーティングは潤滑剤を含む工程と、
追加の硬化工程と、
を含む、請求項２に記載の製造方法。