JPH10509657A

JPH10509657A - 被覆研磨物品

Info

Publication number: JPH10509657A
Application number: JP8516850A
Authority: JP
Inventors: ブランド，ラルフ・エイチ; フォアマン，ジョゼフ・エイ; ラッキング，レイモンド・エル
Original assignee: ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1995-10-10
Publication date: 1998-09-22
Also published as: CA2203530A1; BR9509737A; WO1996015876A1; KR970706942A; DE69513687T2; DE69513687D1; EP0793560B1; US5578095A; EP0793560A1

Abstract

(57)【要約】紙様ポリマーフィルムから成る裏材料を含む被覆研磨物品を開示する。この紙様ポリマーフィルムは、被覆研磨物品の滑り抵抗を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】被覆研磨物品発明の分野本発明は被覆研磨物品に関し、特に、ポリマーフィルム裏材料を含む被覆研磨物品に関する。背景研磨布紙は、鍛造金属部品のゲート除去から眼鏡レンズの仕上げまで多様な用途に使用されている。また、研磨布紙は、例えば、エンドレスベルト、テープ、シート、円錐、および円板などの様々な形態に加工される。研磨布紙は、加工された形態によって使い方が異なり、人手によったり、機械を用いたり、あるいは仕上げパッドと組み合わせて使用することができる。一般に、研磨布紙には、複数の研磨粒子を付着させた裏材料を含む。研磨物品に用いる裏材料に相応の材料には紙、不織ウェブ、布、バルカンファイバー、加工ポリマーフィルムを含むポリマーフィルム、およびそれらを組合せたみのが挙げられる。ある広く利用される形態では、研磨粒子は、一般にメーク塗層と呼ばれる第一の結合剤塗層によって裏材料に固定される。メーク塗層は裏材料に被覆され、研磨粒子は少なくとも一部はメーク塗層に埋設される。メーク塗層および研磨粒子は、一般にサイズ塗層と呼ばれる第二の結合剤塗層によって被覆される。サイズ塗層によって被覆する目的は、研磨粒子を補強することである。別の広く利用される形態では、研磨粒子は結合剤に分散されて研磨複合材料を形成する。次に、この研磨複合材料は、同じ結合剤、あるいは異なる結合剤によって裏材料に結合される。例えば、ポリエステルフィルムなどのポリマーフィルムは、中仕上げ用乃至精研用の研磨剤に用いる裏材料として、商品化されている。例えば、米国特許第３ ,６０７,３５４号（Ｋｒｏｇｈｅｔａｌ．）を参照されたい。一般に、ポリマーフィルムは、極めて平坦かつ平滑で厚さが均一であり、非常に平坦で滑らかなフィルムで、表面には繊維裏材料のようなざらつきはない。この平坦さと滑らかさによって研磨粒子は一平面に存在することになる。このように研磨粒子は、一度に研磨される加工品と接触する。これによって、一般に研磨加工品の表面仕上げがよりすぐれたものになり、特に切断率が高くなる。しかし、手でおこなった場合は裏側の滑らかなポリマーフィルムによって、使用者が研磨布紙を容易に掴んだり、扱うのが困難かつ使い心地の悪いものになることがある。さらに、サンダーを用いた場合は滑らかなフィルム表面がサンダーの標準取付手段から滑り落ちてしまうおそれがあるので、専用の取付手段を設計する必要がある。滑り止めコーティングは、裏材料の外部に塗布してもよいが、一般には、別の処理工程をふまえなければならず、さらに費用がかかる。例えば、米国特許第５，１０９，６３８（Ｋｉｍｅ）には、グリッパ材料から成る層を含む被覆研磨物品が開示されている。好ましい実施例では、グリッパ材料の外側露出面にきめ模様が形成される。このように表面にきめをつくることで、研磨物品の裏面は滑り止めを有する面になる。ポリマーフィルム裏材料の別の望ましい特性は、優れた引裂耐性すなわち高い引裂耐性である。ベルトまたはディスクの形状では、被覆研磨物品は相対的に高速にすなわち高回転数で回転される。ポリマーフィルム裏材料の縁に切れ目が入ると、裏材料は裂けやすくなる。たいていの用途では、裏材料が引き裂かれると被覆研磨物品全体が使用できなくなるため、被覆研磨物品を完全に使用することができない。ポリマーフィルムの引裂耐性を改善するためにある成果が発表されている。例えば、米国特許第４，９０８，２７８（Ｂｌａｎｄｅｔａｌ．）には、延性ポリマー材料の層と脆性ポリマー材料の層とが交互に重ねられた多層フィルムが開示されている。米国特許第３，１８８，２６５号には、ポリエステルフィルムのプライマーとしてエチレンアクリル酸コポリマーコーティングを使用する方法が記載されている。英国特許第１，４５１，３１１号（Ｏｄｅｌｌ）は、ポリマーフィルムと紙から成る積層板を含む被覆研磨物品に関する。米国特許第４，０１１，３５８（Ｒｏｅｌｏｆｓ）には、２つ以上のポリエステルポリマーから成る二軸延伸熱硬化同時押出積層板を含む被覆研磨材料が開示されている。一方のポリエステル層の結晶度は非常に高いが、もう一方の層の層は非晶質であることが知られている。米国特許第４，７４９，６１７号（Ｃａｎｔｙ）には、アジリジン官能性材料を含む剛性支持体が開示されている。この剛性支持体は、被覆研磨裏材料であってもよく、アジリジン材料は研磨粒子／結合剤と支持体の間に存在する。ＷＯＰｕｂｌｉｓｈｅｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ第86/02306号（Ｈａｎｓｅｎｅｔａｌ．）には、ポリマーフィルムを含む被覆研磨裏材料とその裏材料に積層させた複数の強化糸が記載されている。米国特許第５，３０４，２２４号（Ｈａｒｍｏｎ）には、引裂耐性ポリマーフィルムを含む研磨物品が記載されている。被覆研磨裏材料として現在使用されている市販のポリマーフィルムには、「Ｍｅｌｉｎｅｘ」という商品名でＩＣＩから入手可能なフィルムが挙げられる。発明の大要要約すると、本発明の一態様では、少なくとも０．２ｍｍの平均表面粗さ（Ｒａ）を有する微細孔ポリマーフィルムから成る最外側層を有する裏材料を含む被覆研磨物品を提供する。この裏材料は、２つの広い面を有し、２つの面のうち表面は研磨粒子で被覆され、裏面は表面の反対側であり、微細孔フィルムの最外側層を含む。本発明に有用な微細孔フィルムは、熱可塑性ポリエステル連続相と熱可塑性ポリオレフィン離散相を有する。好ましい態様では、この裏材料はポリマーフィルム層から成る多層複合材料を含む。裏材料の裏面を形成する最外側層は、前述の微細孔ポリマーフィルムである。別のポリマーフィルムは、米国特許第５，３０４，２２４号（Ｈａｒｍｏｎ）に開示されている多層引裂耐性フィルムを含む。本発明の被覆研磨物品は、裏面を粗くするために新たに処理工程を設ける必要がない。微細孔ポリマーフィルムの裏面は、被覆研磨物品を手作業で使用するのに役立つ表面組織を有する。滑らない裏材料の重要な点は、ハンドサンダーを使用者の手でつかみやすくなっており、被覆研磨物品をカムシャフトおよびクランクシャフトの研磨作業時に定盤またはシュー上で使用する場合に滑りにくいことである。本発明の裏材料は、被覆研磨材料に使用される他のポリマーフィルムと比較した際にコストが相対的に低く、外部を滑り止めコーティングで被覆する必要がないので、さらにコストが抑えられる。本文で使用するように、「紙様フィルム」は、約０．５ｍｍＲａの平均表面粗さを有し、かつ、熱可塑性ポリエステル連続相および熱可塑性ポリオレフィン離散相を有する微細孔フィルムを意味する。図面の要約図１は、本発明の一態様に従って製造された被覆研磨物品の断面図である。図２は、本発明の別の態様に従って製造された被覆研磨物品の断面図である。図３は、本発明の他の態様に従って製造された被覆研磨物品の断面図である。詳細な説明本発明の研磨物品は、紙様ポリマーフィルムを含む裏材料を含む。このフィルムを採用した他は、本発明の物品は、標準的な製造技術を利用して製造することができる。本発明の裏材料は、表面および裏面を有する。フィルムの裏面はこの紙様できめがある表面を有し、この表面は研磨コーティング面の反対側にある。表面は、研磨コーティングで被覆されている。一般に、研磨コーティングは、複数の研磨粒子と一種の結合剤を含み、この結合剤は、研磨粒子を裏材料に固定するのに役立つ。多くの種類の被覆研磨構造がある中で、２種類の被覆研磨構造が最も一般的である。第１の種類では、研磨コーティングは、裏材料の表面に塗布された第１の研磨層すなわちメーク塗層および少なくとも一部をメーク塗層に埋め込んだ複数の研磨粒子を含む。メーク塗層は、研磨粒子を裏材料に固定するのに役立つ。この研磨粒子を覆っているのが第２の研磨層すなわちサイズ塗層であり、研磨粒子を強化するのに役立つ。第２の一般的な研磨構造では、研磨コーティングがスラリーから形成される。研磨粒子は、接着結合剤全体に配分されており、この接着結合剤も研磨粒子を裏材料に固定する働きがある。本発明に有用であると思われる裏材料の構造は、複数ある。そうした各構造では、紙様フィルムが裏材料の裏面の最外側層である。本発明に有用な紙様構造は、少なくとも０．２ｍｍの表面粗さＲａを有する微細孔フィルムである。こうしたフィルムは、熱可塑性ポリエステル連続相および熱可塑性ポリオレフィン離散相を含む。こうしたフィルムは、そのフィルムの押出温度で安定したポリエステル−ポリエーテルジブロック（ｄｉｂｌｏｃｋ）相容化剤を任意に含有することができる。一般に、熱可塑性ポリエステル連続相は、テレフタル酸やイソフタル酸のホモポリマーやコポリマーなどの線状ホモポリエステルまたは線状コポリエステルを含む。線状ポリエステルは、例えば、ジメチルテレフタレート、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸もしくは２，７−ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、ビベンゾイン酸およびヘキサヒドロテレフタル酸、または、ビス−ｐ−カルボキシフェノキシエタンなどの１種類以上のジカルボン酸またはその低級アルキルジエステルを、エチレングリコール、ペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの１種以上のグリコールを用いて縮合させることによって製造することができる。連続相では、極限粘度数が十分でることが好ましく、これによって完成フィルムに裏材料として有用であるべき十分な物性が得られる。極限粘度数は、ゼロ濃度における極限換算粘度である。一般に、極限粘度は、６０％のフェノールおよび４０％のｏ−ジクロロペンゼンから成る溶剤を用いて３０℃で測定した場合には、ポリエチレンテレフタレートの場合には、約０．５ｄｌ／ｇを超えていなければならない（ＡＳＴＭＤ４６０３）。離散相に適切なポリマーには、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが挙げられる。好ましいポリオレフィンは、使用される処理条件（温度、剪断速度など）でのポリエステル連続相の粘度に近い粘度を有するポリオレフィンである。好ましくは、ポリオレフィン対ポリエステルの粘度比は、各処理条件において、約０．３乃至３．０である。ポリオレフィンの粘度がポリエステルに対して高すぎる場合（すなわち、ポリオレフィンＭＦＩが低すぎる場合）、標準的な処理条件下で押出機内でポリオレフィンを所望の形態にすることは困難になる。所望の形態は、直径が５０ミクロンよりも小さく、好ましくは２０ミクロンよりも小さい球状ポリオレフィンドメインから成る。大粒のポリオレフィンドメインは、フィルム延伸中に広い気孔が生じ、その結果ウェブが加工中に破損するので、望ましくない。ポリオレフィンの粘度が、ポリエステルに対して過度に低い場合、ポリオレフィンは押出機で十分に分散する。ただし、標準操作条件では、ポリオレフィンドメインの粘度が低いと、押出中にダイに隣接するウェブの表面に近い流れ方向に延びる傾向がある。ダイにおける剪断速度は、ライン速度、ダイギャップなどに影響を受ける。フィブリルポリオレフィンドメインによって、フィルムの横方向が弱くなるので、横方向への延伸が困難になる恐れがある。添加されるポリオレフィンの量は、最終的なフィルム特性に影響を与えることになる。一般に、添加されるポリオレフィンの量が増加するにつれて、最終フィルムに生じる気孔数も増加する。その結果として、機械的特性、密度、光透過性など、フィルムの気孔数によって影響される特性は、添加されるポリオレフィンの量によって異なる。ブレンド中に含まれるポリオレフィンの量を増加させると、組成物は、ポリオレフィンが分散相、離散相、すなわち狭い相として容易に識別できなくなる範囲に達するるさらに、ブレンド中のポリオレフィンの量を増加させると、相が逆転し、ポリオレフィンが広い相すなわち連続した相になる。好ましくは、組成物中に含まれるポリオレフィンの量は、１５重量％乃至４５重量％であり、最も好ましくは２５重量％乃至３５重量％である。さらに、選択されるポリオレフィンは、選択されるマトリックスまたは選択される連続相に不相容でなければならない。この意味では、不相容性は、離散相が連続相に実質的な方法では溶解しないことを意味する。すなわち、離散相は、個別で識別可能な液滴または小滴を連続相によって得られるマトリックス内に形成しなければならない。本発明に有用な紙様フィルムは、気孔形成の調節に役立つポリエステル−ポリエーテルブロックコポリマーをさらに含んでいてもよい。このようなコポリマーは、「相容化剤」と呼ぶことができる。本発明に有用なポリエステル−ポリエーテルコポリマーは、押出工程中の離散相のサイズ分布を変更することができる。適切な相容化剤は、離散相の最大の液滴のサイズを縮小させることを促進する相容化剤である。このサイズ分布の変化は、異なる組成物の固体試料を比較することによって観察することができる。各相を観察するための試料を調製するのに有用な技術は、固体試料を形成または選択し、液体窒素またはその他の適切な急冷媒体に入れて、試料を破壊させる技術である。この技術によって、各相の形態を示す新鮮な破壊面を露出させることが望ましい。また、相容化剤は、ブレンドの押出工程中に受ける熱的暴露に耐性がなければならない。すなわち、融解温度が最高の成分を処理するのに必要な温度に耐性がなければならないが、この温度は連続相に必要な処理温度である。本発明に有用なポリエステル−ポリエーテルブロックコポリマーの代表例には、シクロヘキサンを基剤とした硬質セグメントおよび軟質セグメント（１，４− シクロヘキサンジメタノールおよび１，４−シクロヘキサンジカルボン酸）とポリテトラメチレン酸化物セグメントから成るブロックコポリマーであると考えられるＥａｓｔｍａｎＣｈａｍｉｃａｌＣｏ．から入手可能でＥｃｄｅｌ^TM９９６５、９９６６、９９６７が挙げられる。等級の違いは、硬質セグメントと軟質セグメントの比がほぼ同じであるが分子量は異なることを意味すると思われる。イソフタル酸などの別の酸根の一部または全部とポリエステルの酸根を置換するか、または別のグリコール成分の一部または全部とポリエステルブロックまたはポリエーテルブロックのグリコール部分と置換する同様のコポリマーと同様に、ポリブチレンテレフタレートおよびポリテトラメチレン酸化物を基剤とするポリエステル−ポリエーテルブロックコポリマーも本発明に有用である。ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈから市販されており、そのようなポリエステル −エーテルブロックコポリマーと考えられるＧ４０７４およびＧ５５４４などのＨｙｔｒｅｌ^TM熱可塑性エラストマーも適切な相容化剤材料である。市販のポリエステル−エーテルブロックコポリマーのその他の商品名の例は、ＲＩＴＥＦＬＥＸ^TM（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅから入手可能）、ＰＥＬＰＲＥＮＥ^TM （ＴｏｙｏｂｏＣｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能）、ＬＯＭＯＤ^TM（ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．から入手可能）である。紙様フィルムを製造する工程は、完成品の形態および完成品の物性に影響し得る。一般的に言えば、紙様フィルムは、従来のフィルム製造技術を用いて製造することができる。これには、乾燥し、ブレンディングし、押出機に樹脂を供給する手段と、適切に成分を溶融し十分にそれらの成分を混合する方法でブレンディングされた材料を押出する手段、溶融物を濾過する任意の手段、シートをキャストもしくは形成する手段（平坦なフィルムを製造する場合）またはチューブまたはバブルを形成する手段（管状押出フィルムまたはインフレートフィルムを製造する場合）、シートまたはチューブを延伸または引張する手段（連続的にまたは同時に製造する場合）、延伸フィルムもしくはチューブもしくはバブルを熱硬化または安定化する手段、完成フィルムを加工するかチューブまたはバブルをスリットする手段などが挙げられる。ポリエステル、ポリオレフィン、および任意の相容化剤を乾燥ブレンディングする工程は有用であることが知られている。例えば、ブレンディングは、例えば粉末状や顆粒状などに細かく分割した連続相成分および離散相成分と任意の相容化剤とを混合し、それらを容器に入れて一緒にタンブルすることによってブレンディングして達成することができる。次に乾燥ブレンドわ従来の方法で押出機に供給する。乾燥成分のブレンディングは、各成分の実測量を押出機のホッパーまたはスロートに、完成品に所望される成分の所望の比に対応する速度で個別に供給することによって達成される。リサイクル材料の使用も、この時点で実現することができる。リサイクル供給原料などに、以前にブレンディングされたかまたは押し出されたポリエステル材料、ポリオレフィン材料、相容剤材料を供給する場合に、すべての他の成分の供給速度を適切に調節しなければ、所望の比ですべての成分を含む仕上げフィルムを製造することはできない。この種の予めブレンディングした材料の最も一般的な供給源は、初期の押出によって得られた副産物またはトリミング屑の再循環材料である。あるいは、成分のブレンディングは、ポリエステルなどの連続相成分の溶融流れとその他のポリマー添加剤を押出工程時に組み合わせることによって影響され得る。これを実現する一般的な手段は、それらを溶融流れとして所望の比で連続相成分を含む押出機バレルに入れて押出することによって、少量の成分を添加することである。次に、成分比は分離押出機の分離速度によって調節することができる。溶融流れを濾過したい場合には、これは一般に濾過装置を押出機の出口またはゲートとスロットまたはチューブダイの間に具備することによって実現することができる。管状フィルター要素または折畳み布要素は、市販されており、それらを使用することはポリマー押出産業では一般的なことである。紙様フィルムの押出、急冷、伸張または延伸は、例えば、フラットフイルム工程またはバブル工程もしくは管状工程など、延伸フィルムを製造するための技術分野において既知の工程によって影響され得る。フラットフィルム工程は、紙用フィルムを製造するために好ましく、スリットダイを通じてブレンドを押出し、押出されたウェブをチルドドラム上で急冷し、フィルムの連続相を非晶状態になるまで急冷することが必要である。次に、急冷フィルムを相互に垂直な方向にポリエステルのガラス転移温度で引張することによって二軸延伸する。一般に、フィルムは、最初に１方向に引張してから、最初の方向に垂直な方向に引張する。ただし、引張は、必要に応じて両方向に同時に行うことができる。一般的な工程では、フィルムは、最初に一連の回転ローラ上または２対のニップローラの間の押出方向上に引張されてから、テンター装置によってそれに垂直な方向に引張される。フィルムは引張方向の元の寸法の３乃至５倍に各方向に引張することができる。第１の延伸の温度は、フィルム特性に影響を与える。一般に、第１の延伸は、機械方向に行われる。延伸温度調節は、ポリエチレンテレフタレートフィルムを製造する技術分野において知られているように、例えば、赤外線ランプなどによって加熱ロールの温度を調節するかまたは放射線エネルギーを印加することによって実現することができる。延伸温度が低すぎるれ場合、フィルムの外観は不均一になる。機械方向の延伸温度を上昇させると、不均一に引張することを抑えることができ、引張フィルムの外観をさらに均一にすることができる。第１の延伸温度は、延伸中に生じる気孔数にも影響する。気孔が生じる温度範囲では、一般に、延伸温度が低くなれば、それだけ延伸時に生じる気孔の数も多くなる。第１の延伸温度を上昇させると、気孔の発生する度合いも無視できる程度にまで減少する。一般に、第１の延伸方向に垂直な方向に第２の延伸をすることが望ましい。こうした第２の延伸温度は、第１の延伸温度にほぼ等しいか、それより高い温度である。フィルムを引張した後、ポリエステル連続相を結晶化させるのに十分な温度にフィルムを晒す一方、フィルムが両方の引張方向に収縮するのを制限することによって、加工または熱硬化することができる。紙様フィルムは、必要に応じて、熱可塑性ポリエステルフィルムの製造に従来使用されている添加剤を適宜含むことができる。このため、染料、顔量、充填剤、空隙剤、潤滑剤、酸化防止剤、粘着防止剤、帯電防止剤、表面活性剤、スリップ剤、光沢改善剤、prodegradants、紫外線安定剤、粘度調整剤、分散安定剤などの薬品を適宜使用することができる。ある実施例では、紙様フィルムのみを被覆研磨裏材料として使用する。別の態様では、紙様フィルムを別のポリマーフィルム上に押出または積層し、被覆研磨裏材料として使用される多層フィルムを得る。この別のポリマーフィルムは、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルム、または、それらの層を多層重ねたフィルムであってもよい。紙様フィルムを上述のＨａｒｍｏｎの特許に開示されているように引裂耐性フィルム上に押出するか、２つのフィルムを一緒に同時押出することが好ましい。この引裂耐性フィルムは、剛性ポリエステルフィルムと脆性コポリエステルフィルムを交互に重ねた層を含む。このような層は、例えば約３層乃至６３層交互に重なっていてもよい。複数の引裂耐性層と最外側の紙様層を含む多層フィルムは、引裂耐性であり得る一方、裏面に滑り止めを有することができる。被覆研磨裏材料は、紙様フィルムから成る積層または紙様フィルムおよび引裂耐性フィルムから成る多層フィルムを、ポリマーフィルム以外の支持体とともに使用したものであってもよい。有用な支持体には、布、紙、不織物、バルカンファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好ましくは、布製支持体は、樹脂系接着剤で処理して布の繊維を保護し、布をシールする。この布は、織布、メリヤス生地、またはスティッチボンディング生地であり得る。布は、綿糸、ポリエステル糸、スフ糸、絹糸、ナイロン糸、およびそれらの組み合わせから成っていてもよい。不織支持体は、セルロース繊維、合成繊維、またはセルロース繊維と合成繊維の組み合わせであってもよい。紙様フィルムまたは多層フィルムは、既知の技術および適切な貼り合わせ用接着剤によって支持体に積層させることができる。貼り合わせ用接着剤は、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、それらの組み合わせであり得る。貼り合わせ用接着剤は、フェノール系樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン不飽和樹脂、アクリレートイソシアヌレート樹脂、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレートウレタン樹脂、アクリレートエポキシ樹脂、およびそれらの組み合わせであってもよい。支持体および貼り合わせ用接着剤の選択は、強度、耐熱性、引裂耐性、可撓性などの所望の特性が得られるように行う。研磨粒子に面する裏材料の面には、プライマーを含み、これによって第１の接着層およびメーク塗装の接着性を高めることができる。プライマーの例には、機械的プライマーおよび化学的プライマーが挙げられる。プライマーは、表面変性タイプまたは化学的タイプのプライマーであり得る。表面変性の例には、コロナ処理、紫外線処理、電子ビーム処理、火炎処理、および表面積を増加させるスカッフィングなとが挙げられる。化学的タイプのプライマーには、例えば、米国特許第３，１８８，２６５号（Ｃｈａｒｂｏｎｎｅａｕｅｔａｌ）に記載されたエチレンアクリル酸コポリマー、米国特許第４，９０６，５２３号に記載されたコロイド分散系、米国特許第４，７４９，６１７号（Ｃａｎｔｙ）に記載されたアジリジンタイプの材料などが挙げられる。その他のプライマーには、例えば、米国特許第４，５６３，３８８号および第４，９３３，２３４号に記載された放射線グラフトプライマーが挙げられる。さらに他の下塗りに関する技術には、例えば、米国特許第５，２２７，２２９号に記載されたように、ポリマーフィルムを紫外線に暴露する技術がある。図１について説明すると、被覆研磨物品１０は、裏材料１１として紙様フィルムを有する。この裏材料は、表面と裏面１８を有する。裏材料の表面には、研磨コーティング１２が接着されている。研磨コーティングは、研磨粒子１４を裏材料に接着するのに役立つメーク塗層１３から成る。研磨粒子およびメーク塗装を被覆しているのが、サイズ塗層１５である。任意ではあるが、サイズ塗層はスーパーサイズ塗層に覆われる。図２について説明すると、この図は第２の実施例を具体的に示す図である。研磨物品２０は、裏材料２４に接着された研磨コーティング２５を有する裏材料２４を含む。裏材料２４は、硬質ポリエステルフィルム２２と靭性コポリエステル２３とが交互に重なる層を含む。このように層を交互に重ねることによって、ポリマーフィルムの引裂耐性は著しく大きくなる。構造物２１の（裏面の）一番最後の層は、紙様フィルムである。これによって、被覆研磨物品の裏面がきめのある把握可能な表面になる。研磨コーティング２５は、結合剤２７に分散された複数の研磨粒子を含む。図３について説明すると、この図は別のタイプの研磨物品、特に組織化された研磨物品を具体的に示す図である。研磨物品３０は、本発明のポリマーフィルム裏材料３１を含む。裏材料の裏面には、裏材料に接着された複数の精密な形状の研磨複合材料から成る研磨コーティング３２がある。この図にけるこのような研磨複合材料は、ピラミッド形状である。個々の研磨複合材料３３は、結合剤３５に分配された複数の研磨粒子を含む。この一般的なタイプの研磨物品の例が知られている。例えば、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒ）を参照されたい。一般に、メーク塗層結合剤およびサイズ塗層結合剤は、樹脂系接着剤を含む。この樹脂系接着剤は、研磨物品結合剤に必要な適切な特性を有するように選択される。典型的な樹脂系接着剤の例には、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、エチレン不飽和樹脂、アクリレートイソシアヌレート樹脂、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアネレート樹脂、アクリレートウレタン樹脂、アクリレートエポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、およびそれらの混合物が挙げられる。樹脂系接着剤によっては、結合剤前駆物質は触媒または硬化剤を含んでいてもよい。触媒および／または硬化剤は、重合処理を開始および／または促進するのに役立てられる。研磨コーティングおよび／または結合剤塗層は、充填剤、粉砕助剤、繊維、潤滑剤、湿潤剤、静電防止剤、界面活性剤、顔料、消泡剤、染料、カップリング剤、可塑剤、および懸濁剤などの任意の添加剤をさらに含んでも良い。これらの材料の量は、所望の特性が得られるように選択される。充填剤の例には、炭酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、シリカ、シリケート、硫酸塩、およびそれらの組み合わせが挙げられる。粉砕助剤の例には、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が挙げられる。研磨粒子は、一般に、約０．１乃至１５００μm、通常は１乃至１３００μmにわたる範囲の粒子サイズを有する。こうした研磨粒子の例には、白色溶融酸化アルミニウムや熱処理酸化アルミニウムなどの溶融酸化アルミニウム、酸化アルミニウムセラミック、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、酸化セリウム、立方晶窒化硼素、ガーネット、およびそれらの組み合わせなとが挙げられる。研磨粒子という用語は、単一の研磨粒子を互いに接着し研磨凝集塊を形成させたものも含む、研磨凝集塊は、当業者らに知られており、例えば、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。被覆研磨物品は、最外側のコーティングとして存在する任意のスーパーサイズコーティングを含んでいてもよい。ある態様では、スーパーサイズコーティングは、粉砕助剤および樹脂系接着剤を含む。例えば、好ましいスーパーサイズコーティングは、エポキシ系接着剤とテトラフルオロホウ酸カリウム粉砕助剤との混合物を含む。別の態様では、スーパーサイズコーティングは、被覆研磨物品が「目詰まり」することを防ぐために存在する。「目詰まり」は、切り屑（加工品から研磨された材料）が付着した研磨粒子とその後のその材料の付着層の間の空間が詰まることを説明するための用語である。例えば、木材研磨時には、木材粒子から成る切り屑が研磨粒子の間の空間に入り、研磨粒子の切削力を激減させる。こうした負荷耐性材料の例には、脂肪酸の金属塩、ウレアホルムアルデヒド、ロウ、鉱油、架橋シラン、架橋シリコーン、フルオロケミカル、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好ましいスーパーサイズ材料は、ステアリン酸亜鉛である。図１に示したタイプの被覆研磨物品は、最初に液状または流動可能な形態でメーク塗層を裏材料の表面に塗布することによって製造することができる。次に、複数の研磨粒子を、好ましくは静電塗布によってメーク塗層に射出する。結果として形成される構造物は、少なくとも一部硬化または固化される。その後、サイズ塗層を液状または流動可能な形態で研磨粒子およびメーク塗層上に塗布する。サイズ塗層と、必要に応じて、メーク塗層を完全に硬化または固化する。メーク塗層およびサイズ塗層は、ロール塗り、吹付塗り、流し塗りなどの多数の技術によって塗布することができる。メーク塗層およびサイズ塗層は、周囲乾燥によって、または、電子ビーム、紫外線あるいは可視光線などの熱エネルギーや放射線エネルギーのエネルギー源に暴露することによって、硬化または固化することができる。エネルギー源は、樹脂系接着剤の化学特性にあわせて選択する。図２に示すタイプの被覆研磨物品は、樹脂系接着剤と研磨粒子を混合することによってスラリーを最初に調製することによって製造する。このスラリーは、裏材料の第１の面に塗布される。このコーティングは、例えば、吹付、ロール塗り、漬け塗り、ナイフ塗布などによって実現することができる。コーティング処理後、樹脂系接着剤を乾燥させるか、またはエネルギー源に暴露することによって固化する。図３に示すタイプの被覆研磨物品は、樹脂系接着剤および研磨粒子を混合することによってスラリーを最初に調製することによって製造することができる。所望の研磨複合材料の形状の逆の形状に対応する複数のキャビティーを有する生産用具を準備する。次に、このスラリーを生産用具のキャビティーに塗布する。裏材料をスラリーが裏材料の表面を湿らせるように接触させる。あるいは、スラリーを裏材料の表面に塗布してもよい。被覆裏材料を、スラリーが生産用具のキャビティーに流れるように生産用具に接触させる。どちらの場合でも、スラリーが生産用具のキャビティーに存在している間に、スラリーをある条件（熱エネルギーまたは放射線エネルギー）に暴露して樹脂系接着剤を重合または硬化させて研磨コーティングを形成させる。研磨物品を製造するこの種の方法は、知られており、例えば米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒｅｔａｌ．）やＷＯ９４／１５７５２号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎｅｔａｌ．）に記載されている。例以下の非限定的な例は、本発明をさらに具体的に説明するものである。例におけるすべての部、百分率、比などは、別途指定のない限り、重量を単位とするものである。以下の試験手続きは、各例を通じて利用した。一般に、所望の被覆研磨物品は切削速度が速く、仕上げ面粗さが低い。以下に概説した試験手続きについては、機械方向（ＭＤ）ストリップは、機械方向または裏材料または実際の研磨物品の垂直方向から得たものである。横方向（ＣＤ）ストリップは、裏材料または実際の被覆研磨物品の横方向または水平方向に得たものである。表面粗さＲａはμm単位のスクラッチサイズの算術平均である。Ｒｔｍは、μm単位で測定された谷の高さに対する最大ピークの平均である。Ｌａは、μm単位で測定された粗さの平均水平間隔である。使用した測定機器は、先端がダイヤモンドの針を有しＲｏｄｅｎｓｔｏｃｋＣｏ．から入手可能な輪郭投影機（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）であった。各表にまとめたＲａの値は、平均で約３乃至５だけＲａの基準からずれていた。引張試験被覆研磨裏材料試料または被覆研磨物品試料を２．５ｃｍ×１７．８ｃｍのストリップに加工した。このストリップをＳｉｎｔｅｃｈ^TM装置に配置し、引張強さについて試験した。引張値は、ストリップを破損させるのに必要な力の大きさに対応した。ディスク試験手続きＩ被覆研磨物品試料を１０．２ｃｍの直径のディスクに加工し、感圧接着剤によってフォームバックアップパッドに固定した。被覆研磨ディスクおよびバックアップパッドアセンブリをＳｃｉｅｆｅｒ試験機に配置した。被覆研磨ディスクを使用してポリメチルメタクリレートポリマー加工品を水の存在下で研磨した。負荷は、４．５ｋｇであった。試験のエンドポイントは、被覆研磨ディスクが５００回転したかまたは５００サイクル終了した時点であった。除去された湿性ポリメチルメタクリレートポリマーの量とポリメチルメタクリレートポリマーの表面仕上げ（ＲａおよびＲｔｍ）は、試験終了時に測定した。表面仕上げを測定するのに使用した機器は、ＰｅｒｔｈｅｎＰｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒＭ４Ｐであった。ディスク試験手続きＩＩディスク試験手続きＩＩは、ディスク試験手続きと同様であったが、使用される加工品がセルロースアセテートブチレートポリマーであった点は異なる。プッシュプル試験被覆研磨物品の試料を５．６ｃｍ×２２．９ｃｍの長方形のシートに加工した。この研磨物品をクリップを用いて１．８ｋｇの金属ブロックバックアップパッドに固定した。加工品に接触する被覆研磨表面は、５．６ｃｍ×１５．１ｃｍであった。加工品は、ウレタンプライマーを含む４５ｃｍ×７７ｃｍの金属板であった。この種のプライマーは、自動車用塗料産業に一般に使用されている。研磨物品バックアップパッドは、加工品に対して９０ストローク移動させ、ウレタンプライマーを研磨した。１ストロークは、使用者の手が直線状に前後に移動する運動である。カットすなわち除去されたプライマーのμm単位の量は、９０ストローク後に測定した。ペイントの厚さは、ＥｌｃｏｍｅｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬｉｍｉｔｅｄ，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，Ｅｎｇｌａｎｄが販売するＥｌｃｏｍｅｔｅｒコーティング厚さゲージ２５６ＦＴＺを用いて測定した。表面仕上げＲａすなわち研磨されたプライマーの表面仕上げは、ＰｅｒｔｈｅｎＰｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒＭ４Ｐを用いて１０サイクル後に測定した。例１−８および比較例Ｃ１−Ｃ４では、各種被覆研磨構造物を製造し評価した。例１２．８ｍｉｌ（７１μm）の厚さの多層フィルム裏材料を米国特許第５，３０４，２２４（Ｈａｒｍｏｎ）の例１に記載されたように製造したが、さらに別の最も外側の一層がＨａｒｍｏｎの特許に記載された１３層に沿って同時押出された点で異なる。このため、多層フィルム裏材料の最終構造は、Ａ（ＢＣ）６Ｂとして表現することができるが、ここで（ＢＣ）６Ｂは、米国特許第５，３０４，２２４号の例１に記載された２ｍｉｌ厚さの１３層フィルムであり、Ａは、０．８ｍｉｌの厚さの紙様フィルムの層である。Ｂの層は、米国特許第５，３０４，２２４号（Ｈａｒｍｏｎ）の例１に記載されたように２５６℃のＤＳＣ融点を有するポリエチレンテレフタレートから成る層である。Ｃの層は、米国特許第５．３０４，２２４号（Ｈａｒｍｏｎ）の例１に記載されたように、４０モル％のセバシン酸および６０モル％のテレフタル酸を含む脆性コポリエステルである。層Ａすなわち紙様の層は、メルトフローインデックスが０．８でありＨｉｍｏｎｔ^TM ６７２３として市販されている３０％のポリプロピレンを含むポリエステル− ポリプロピレンブレンドである。研磨コーティングは、裏材料の表面すなわち紙様フィルムから離隔した側に塗布した。まず、裏材料の表面に紫外線処理を施してフィルムに下塗りをした。そのフィルムを空気中で１００フィート／分（３０．５メートル／分）で焦点をぼかした７つの紫外線下を通過させた。裏材料の重量は、９３ｇ／ｍ²であった。メーク塗層は、まず、約１５ｇ／ｍ²の重量で裏材料の表面上にロール塗布された。この例のメーク塗層は、Ｈ．Ｂ．ＦｕｌｌｅｒａｎｄＣｏ．から「Ｓ−６００５」の商品名で市販されているエチレンビニルアセテートであった。メーク塗層は、水で稀釈された４９％ソリッドであった。次に、グレード２２０の炭化珪素研磨粒子を約３８ｇ／ｍ²の重量でメーク塗層に静電塗布した。結果として形成された構造物をトンネルオーブンに入れて８５°Ｆ（２９℃）で１分間予備硬化した。次に、塩化アルミニウムおよび塩化アンモニウムを触媒とするウレアホルムアルデヒド樹脂から成るサイズコートを研磨粒子上にロール塗布した。サイズ塗層は、水で稀釈された５９％ソリッドであり、５４ｇ／ｍ² の重量で塗布された。結果として形成された構造物を１２０°Ｆ（４９℃）で１５分間熱硬化してから、さらに１８０°Ｆ（８２℃）で４５分間熱硬化し、被覆研磨物品を得た。例２例２では、被覆研磨物品を例１と同様に製造したが、炭化珪素粒子の代わりにグレード２２０の溶融酸化アルミニウムを使用した点で異なる。研磨粒子の重量は、９６ｇ／ｍ²であった。例３例３では、被覆研磨物品を例１と同様に製造したが、紙様フィルム層が７％のポリプロピレンを３０％のポリプロピレンの代わりに含んでいた点で異なる。裏材料の重量は、８９ｇ／ｍ²であった。例４例４では、被覆研磨物品を例３と同様に製造したが、炭化珪素研磨粒子の代わりにグレード２２０の溶融酸化アルミニウムを使用した点で異なる。研磨粒子の重量は、９６ｇ／ｍ²であった。比較例Ｃ１比較例Ｃ１では、被覆研磨物品を例２と同様に製造したが、裏材料が紙様フィルム層を有さない点で異なる。裏材料の重量は、７１ｇ／ｍ²であった。比較例Ｃ２比較例２では、被覆研磨物品を比較例１と同様に製造したが、溶融酸化アルミニウム研磨粒子の代わりにグレード２２０の炭化珪素研磨粒子を使用した点で異なる。研磨粒子の重量は、３８ｇ／ｍ²であった。例５−８および比較例Ｃ３およびＣ４例５−８および比較例Ｃ３およびＣ４では、被覆研磨物品を各々例１−４ならびに比較例Ｃ１およびＣ４と同様に製造したが、ステアリン酸亜鉛スーパーサイズを添加した点では異なる。スーパーサイズコーティング配合物を７２．５２部の水、２．４部のセルロース結合剤、０．６２部のスルホコハク酸湿潤剤、０．５部の炭化水素消泡剤、５部のエチレングリコールモノエチルエーテルおよび１９部のステアリン酸亜鉛を混合することによって調製した。ステアリン酸亜鉛は、ＷｉｔｃｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入したが、その平均粒子サイズは１２μmであった。スーパーサイズコーティングを、４２ｇ／ｍ²の重量で塗布した。被覆研磨物品をディスク試験手続きＩおよびＩＩ（「ディスクＩ」および「ディスクＩＩ）ならびにプッシュプル試験に従って各々試験した。試験結果は、表１にまとめた。研削データのこのセットから、裏面が粗い本発明のポリマーフィルム裏材料を使うことによって、切断加工表面が本発明の裏材料を用いない研磨物品に匹敵する仕上がりになることがわかる。例９および比較例Ｃ５例９では、被覆研磨物品を以下のように製造した。裏材料は、０．８のＭＦＩを有しＨｉｍｏｎｔ^TM６７２３として入手可能な４ｍｉｌ（１０２μm）の厚さの紙様フイルム（３０％ポリプロピリン）であった。裏材料の重量は、７８ｇ／ｍ²であった。比較例５では、被覆研磨物品は、例９と同様に製造したが、３Ｍから入手可能な裏材料が２ｍｉｌ（５１μm）の厚さの微細多孔質アジリジン下塗ポリエステルフィルム（７％ポリプロピレン）である点は異なる。裏材料の重量は、６０ｇ／ｍ²であった。例９および比較例５では、メーク塗層は最初に約１１ｇ／ｍ²の重量で裏材料の表面にロール塗りした。メーク塗層は、塩化アルミニウムおよび塩化アンモニウムを触媒とするウレアホルムアルデヒド樹脂から成っていた。メーク塗層は、５９％ソリッドであり、水で稀釈した。次に、グレード３２０の熱処理溶融酸化アルミニウム研磨粒子を約４２ｇ／ｍ²の重量でメーク塗層に静電塗装した。その結果として形成された構造物を２０分間１８０°Ｆ（８２℃）で予備硬化した。次に、メーク塗層と同じ化学組成物であるサイズコートを約４８ｇ／ｍ² の重量で研磨粒子上にロール塗りした。その結果として形成された構造物を２０分間１８０°Ｆ（８２℃）で熱硬化した。例９のポリマーフィルム裏材料は、プライマーを含んでいなかったため、研磨コーティングのフイルム裏材料に対する接着力は弱かった。ただし、この被覆研磨物品を試験するために十分にな接着力があった。例９および比較例Ｃ５は、ディスク試験手続きＩＩおよび引張試験にしたがって試験した。試験結果は、表３および表５に要約した。比較例Ｃ６および比較例Ｃ８比較例６では、被覆研磨物品を例９と同様に製造したが、裏材料が３ｍｉｌ（７６μm）の厚さのポリエチレンテレフタレートにエチレンアクリル酸を下塗した裏材料であった点では異なる。試験面は下塗をしない裏面であった。比較例Ｃ７では、被覆研磨物品を例９と同様に製造したが、裏材料が、「ＳａｎｄｂａｃｋＮ−２６０」の商品名でＥ．Ｂ．ＥｄｄｙＣｏ．から市販されている１１９ｇ／ｍ²の紙製裏材料であっ点では異なる。比較例Ｃ８では、被覆研磨物品を例９と同様に製造したが、裏材料が「４７５／２００ＭｅｌｉｎｅｘＭＶ」の商品名でＩＣＩから市販されている２ｍｉｌ（５１μm）の厚さの微細孔ポリエステルフィルムであった点では異なる。裏材料の重量は、６０ｇ／Ｍ²であった。表４の表面粗さに関するデータは、紙様フィルム（例１、例３、例９）が紙と同様に粗い表面を有することを示す。本発明の範囲および精神を逸脱することなく本発明の様々な修飾および変更が成され得ることは、当業者に明らかであろし、また、本発明は本文に記載された具体的な実施例に不当に制限されるべきではないことは理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラッキング，レイモンド・エルアメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス 33427

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも０．２ｍｍＲａの平均表面粗さを有する微細孔ポリマーフィルムから成る最外側層を有する裏材料を含む被覆研磨物品であって、前記微細孔ポリマーフィルムは、熱可塑性ポリエステル連続相および熱可塑性ポリオレフィン分散相を含む押出し自在な熱可塑性組成物である、被覆研磨物品。２．前記ポリエステル対前記ポリオレフィンの粘度比が、１．０に十分近い値であり、前記組成物が押出中にフィブリル化しない、請求項１記載の物品。３．前記ポリマーフィルムに含まれるポリオレフィンの量が、１５重量％乃至４５重量％である、請求項１記載の物品。４．前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、前記ポリオレフィンがポリプロピレンである、請求項１記載の物品。５．前記ポリマーフィルムが、ポリエステル−ポリエーテルブロックコポリマーをさらに含む、請求項１記載の物品。６．複数の研磨粒子と、研磨コーティングを裏材料に接着させる結合剤とを含む研磨コーティングを含む、請求項１記載の研磨物品。７．前記研磨コーティングが、前記結合剤全体に分配された複数の砥粒を含む、請求項６記載の研磨物品。８．前記研磨コーティングが、前記裏材料の表面に存在するメーク塗層を含み、前記砥粒が少なくとも一部前記メーク塗層に埋め込まれ、サイズ塗層が前記砥粒およびメーク塗層を被覆する、請求項７記載の研磨物品。９．前記サイズ塗層を被覆するスーパーサイズ塗層をさらに含む請求項８記載の研磨物品。１０．前記裏材料が引裂耐性ポリマーフイルムから成る層をさらに含む、請求項１記載の物品。１１．前記引裂耐性ポリマーフィルムは、剛性ポリエステルまたは剛性コポリエステルから選択される少なくとも３層と、延性セバシン酸を基剤とするコポリエステルから成る３層とを含む、請求項１０記載の物品。