(57)【要約】  ステムウェブを第１の熱ニップロール（１１０）に接する第１のニップに通して上記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、上記ウェブを冷却するステップと、上記ステムウェブを第２の熱ニップロール（１２８）に接する第２のニップに通して上記ステムに完全にキャップを付与して直径「Ｄ」にするステップとを含むステムウェブにキャップを付与する方法。好適な実施形態において、上記２つのニップが熱ロール（１１０、１２８）の間に位置するより大きな中央冷却ロール（１１４）の反対側にある。ロール間の反力を測定して、互いの熱ロールの各端で制御することが好ましい。本発明は特に本方法によって形成された有頭ステムファスナを介して駆動メカニズムに接着した研磨粒子を作製するのに適する。
2005511123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏地と該裏地から延出する直径ｄを有する複数のステムとを有するステムウェブにキャップを付与する方法であって、
前記ステムウェブを第１の熱ニップロールに接する第１のニップに通して、前記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、
前記ステムウェブを冷却する冷却ステップと、
前記ステムウェブを第２の熱ニップロールの表面に接する第２のニップに通して、前記ステムに完全にキャップを付与して直径Ｄにするステップとを含み、
前記キャップ付ステムが少なくとも１．５：１のＤ：ｄ比を有する方法。
【請求項２】
前記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．６５：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通過ステップ中に前記ステムウェブが少なくとも３０ｍ／分のライン速度で移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記冷却ステップが前記ステムウェブを冷却ロールに接触させることにより行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のニップが前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のニップが前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記冷却ロールが前記第１のニップロールの直径より少なくとも３０％大きい直径を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記冷却ロールの直径が前記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記冷却ステップが冷却流体を前記ステムウェブの表面上に向けることにより行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステムウェブが前記冷却ロールに、その周囲の少なくとも２０％にわたり接する、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力と、前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定し、
前記力の測定値を用いて前記ロールの位置を調整する、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステムウェブの幅が１メートル以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
裏地と該裏地から延出する複数のステムとを有するステムウェブにキャップを付与する装置であって、
冷却ロールと、
該冷却ロールとともに第１のニップを形成するように配置された第１の熱ニップロールと、
前記冷却ロールとともに第２のニップを形成するように配置された第２の熱ニップロールと、
前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力と、前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定するセンサと、
前記センサの出力に基づいて前記ロールの位置を調整するアクチュエータとを含む装置。
【請求項１４】
前記冷却ロールが前記第１の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい直径を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記冷却ロールの直径が前記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
裏地と該裏地から延出する直径ｄを有する複数のステムとを有するステムウェブにキャップを付与する装置であって、
第１のキャッピングニップを設けるように配置された第１の熱ニップロールと、
第２のキャッピングニップを設けるように配置された第２の熱ニップロールと、
該第２の熱ニップロールが前記ステムに完全にキャップを付与して直径Ｄにするように前記第１及び第２のキャッピングニップの間のウェブを冷却する手段とを含み、前記キャップ付ステムが少なくとも１．５：１のＤ：ｄ比を有する装置。
【請求項１７】
前記冷却手段が冷却ロールである、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第１のキャッピングニップが前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にあり、第２のキャッピングニップが前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力と、前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定するセンサと、
前記センサの出力に基づいて前記ロールの位置を調整するアクチュエータとをさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記冷却ロールが前記第１の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい直径を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記冷却ロールの直径が前記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．６５：１である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
研磨物品を作製する方法であって、
第１および第２の対向主表面を有する裏地と、直径ｄを有するとともに前記裏地の前記第１の主表面の少なくとも一部分から延出する複数のステムとを含むステムウェブを設けるステップと、
前記ステムウェブを第１の熱ニップロールに接する第１のニップに通して、前記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、
前記ウェブを冷却する冷却ステップと、
前記ステムウェブを第２の熱ニップロールに接する第２のニップに通して、前記ステムに完全にキャップを付与して直径Ｄにするステップであって、前記キャップ付ステムが少なくとも１．５：１のＤ：ｄ比を有するステップと、
前記第２の主表面の少なくとも一部分上に研磨層を塗布するステップとを含む方法。
【請求項２４】
前記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．６５：１である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２の主表面の少なくとも一部分上に前記研磨層を塗布するステップが前記ステムウェブを第２のニップに通すステップの前に行われる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記研磨層を塗布するステップが、
前記裏地の前記第２の主表面の少なくとも一部分上にメークコートを塗布するステップと、
前記メークコート内に研磨粒子を少なくとも部分的に埋め込むステップと、
前記メークコートを少なくとも部分的に硬化させるステップと、
前記少なくとも部分的に硬化されたメークコートの少なくとも一部分および研磨粒子にサイズコートを塗布するステップと、
前記サイズコートを硬化させるステップとを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記冷却ステップが前記ステムウェブを冷却ロールに接触させることにより行われる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のニップが前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２のニップが前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記冷却ロールが前記第１のニップロールの直径より少なくとも３０％大きい直径を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記冷却ロールの直径が前記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記冷却ステップが冷却流体を前記ステムウェブ上に向けることにより行われる、請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力と、前記第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定し、
前記力の測定値を用いて前記ロールの位置を調整する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
裏地と該裏地から延出する直径ｄを有する複数のステムとを有するステムウェブにキャップを付与する方法であって、
前記ステムウェブを第１のニップに通して、前記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、
前記ステムウェブを冷却するステップと、
前記ステムウェブを第２のニップに通して、前記ステムに完全にキャップを付与して直径Ｄにするステップとを含み、
前記キャップ付ステムが少なくとも１．５：１のＤ：ｄ比を有する方法。
【請求項３５】
前記冷却ステップが前記ステムウェブを冷却ロールに接触させることにより行われる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１のニップが第１の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第２のニップが第２の熱ニップロールと前記冷却ロールとの間にある、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記冷却ロールが前記第１のニップロールの直径より少なくとも３０％大きい直径を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記冷却ロールの直径が前記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きい、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
冷却後の前記ステムウェブが、前記第２のニップにおける表面温度と同等の温度での前記ステムウェブの弾性係数より少なくとも１４倍大きい弾性係数を有する、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有頭ステム解放可能締結ウェブにキャップを付与する方法および装置に関し、特にウェブの幅が広い場合にステムにキャップを付与することができる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
解放可能機械的ファスナが多種多様な製品および用途に広く利用されている。このようなファスナの１種類はフックアンドループ型であり、これは多数のフック形状突起を有する一部分と、フックに引っ掛かるように構成された織物または繊維の多数の自由ループを提供する他の部分とを含んでいる。このようなファスナは例えば衣料品製造において特に成功を納め、例えばベルクロ（商標）（ＶｅｌｃｒｏTM）の商品名でベルクロＵＳＡインク（Ｖｅｌｃｒｏ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ）から市販、およびスコッチメイト（ＳＣＯＴＣＨＭＡＴＥ）の商品名でセントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏ．ｏｆ  Ｓｔ．Ｐａｕｌ）から市販されている。さらに最近になって自己接合型、例えばファスナの両部分が同様に構成されて相互に係合する解放可能ファスナが入手可能になった。このような例の１つはミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏ．ｏｆ  Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されているデュアルロック（商標）（Ｄｕａｌ  ＬｏｃｋTM）再閉鎖可能なファスナである。再閉鎖可能なファスナの両方のタイプとも、上に突出ステムを有するウェブ（本明細書において「ステムウェブ」と称する）を用意してそれらのステムにキャップを付与して形状付き突起の配列を形成することにより作製可能である。ステムウェブは概して不定の長さと一定の幅とを有する。ステムのキャッピングは熱ロールに接触させて行われるが、これは特許文献１に記載されており、その内容全体を本明細書に引用して援用する。このプロセスの限界は、製品の最終厚さおよびキャップの大きさを維持するためにロール間の間隙を正確に制御しなければならないことである。他の限界はこのプロセスが比較的遅いライン速度にしか適していないことである。
【０００３】
ステムウェブに対するキャッピングプロセスの最新の開発は連続的先細ニップまたはキャッピングシューの発明である。このような装置は特許文献２に記載されており、その開示全体を本明細書に引用して援用する。この設計の主な利点は熱ロールとの接触が多いためより速いライン速度でプロセスを実行可能なことである。しかしこの方法を幅広ウェブの幅に適用した時に問題に直面することが分かった。この方法は可変ニップを含み、そのニップにおける間隙の正確な寸法が非常に重要である。幅広ウェブの幅では、機械的湾曲あるいは不均一な温度によるロール歪曲によって、ロール全体にわたって均一な寸法を有する間隙を実現することが困難になる。これは部分的には大きいロール径によって対処可能であるが、これは重量、コスト、および熱的制御に関連する他の問題につながる。
【０００４】
その後最近になって、紙、プラスチック、および磁気媒体の圧延に用いられるロールプロセスから改造した手段が自己接合ファスナの作製に用いられるようになってきた。これらのプロセスは殆どのロールの両側に負荷をかかるように数個のロールを積み重ねる。このプロセスにおいてキャッピングが連続段階的に達成され、これにより各工程で必要なピーク力が低減するとともにロール歪曲量が低減する。
【０００５】
図１ａはステムウェブにキャップを付与する従来の圧延プロセスを示す。図１ａにおいて裏地１２とその上にステム１４とを有するステムウェブ１０は、アイドラー１６上を移動して熱ロール２０と冷却ロール２４の間のニップに向かう。その後ステムウェブ１０は冷却ロール２４と熱ロール３０の間の第２のニップ２８を通過するように向けられる。その後ステムウェブ１０は熱ロール３０と冷却ロール３４の間の第３のニップ３２、その後冷却ロール３４と熱ロール３８間の第４のニップ３６を通過する。その後ステムウェブ１０は熱ロール３８と冷却ロール４２の間の第５のニップ４０に向けられる。最後にステムウェブ１０は冷却ロール４２と熱ロール４６の間の第６のニップ４４に向けられる。そして最後に完全にキャップ付ウェブ４８が引き出される。なお上部の熱ロール２０と下部の熱ロール４６とが一方の側のみに配置されているため、大きな直径を有して歪曲を最小限に抑えている。このプロセスはミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏ．ｏｆ  Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されているフックイットＩＩ（ＨｏｏｋＩｔ  ＩＩ）ブランドの研磨サンディングディスクを作製するために用いて成功している。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６７９，３０２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０３９，９１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで図１ｂを参照すると、最終的にステムウェブにキャップを付与するために３個以上のニップを必要とする従来のプロセスによる完全なキャップ付ステムウェブ４８の一部分の詳細側面図が示されている。この図を用いてキャップ付ステムウェブの基準寸法を規定する。この図では１つのステム１４が分離状態で見えて、裏地１２から延出するとともに直径「ｄ」を有している。図１ａに開示されたような従来のプロセスの利用はキャップ５０を形成してキャップ付ステム５２となるステム１４を有する。キャップ５０は直径「Ｄ」を有する。達成キャッピング度を表わすのに便利な手段はＤ：ｄ比である。フックイット（商標）ＩＩ（Ｈｏｏｋ−ｉｔTM  ＩＩ）製品の場合、プロセスの最後にほぼ１．６６のＤ：ｄ比が達成されており、この比が所望のループ材料との接着強度をもたらすことが分かっている。この方法が座屈のない良好な対称形状を有するキャップ付ステム５２、およびウェブ幅が１メートル未満且つライン速度が約３０ｍ／分未満である場合にキャップ付ウェブ４８の幅にわたり堅実な結果をもたらす。しかしこのメカニズムの複雑さ、および６個の別個ではあるが相互作用するニップを正確に均一な大きさにすることが困難であることが不都合となることが判明している。また大きな直径および速いライン速度に適用しようとする場合このプロセスは非常に難しいことが分かっている。しかし単純な方法では、例えば図１ａによるプロセスでは第２のニップ２８において僅か約１．４４のＤ：ｄ比しか達成可能でないことが分かった。当該技術は、単純で幅広ウェブの幅に利用可能であり、且つ大きい直径のステムを備えたステムウェブを処理する場合でも速いウェブ速度で実行可能なステムウェブにキャップを付与する方法をなお必要としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によりステムウェブをこれまでより広い幅、速いライン速度で用意できる。これは変形できるようにステムの上部に十分な熱エネルギーを導入する問題が最も重要であるとは限らないということを認識することにより達成される。ライン速度およびステム径が増加するにつれて、次のキャッピング経路上で変形されないように十分な熱エネルギーをステムから除去することが難しくなる。本発明の方法と実施形態は十分且つ適時な冷却の重要性を強調している。一態様において、本発明は裏地と当該裏地から延出する直径「ｄ」を有する複数のステムとを有する材料であるステムウェブにキャップを付与する方法を提供する。上記方法は、上記ステムウェブを第１の熱ニップロールに接する第１のニップに通過させて上記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、上記ステムウェブを冷却するステップと、上記ステムウェブを第２の熱ニップロールの表面に接する第２のニップに通過させて上記ステムに完全にキャップを付与して直径「Ｄ」にするステップとを含む。上記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．５：１、好適には少なくとも１．６５：１である。好適な実施形態において上記通過ステップ中に上記ステムウェブが少なくとも３０ｍ／分のライン速度で移動する。
【０００９】
技術用語を少なくすると、第１のニップを通過した後に温まって弱くなったステムが第２のニップにかけられる前に強度を回復するように部分的キャップ付ステムウェブを十分に且つ素早く冷却する。ステムの強度が回復すれば、ステムを破壊するのを恐れて本発明以前は多数の通過で行わなければならなかったキャッピング作業を第２のニップが完成することができる。
【００１０】
本発明を表わす代替的な方法は、裏地と当該裏地から延出する直径「ｄ」を有する複数のステムとを有するステムウェブにキャップを付与する方法であって、
上記ステムウェブを第１のニップに通して、上記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、
上記ステムウェブを冷却するステップと、
上記ステムウェブを第２のニップに通して、上記ステムに完全にキャップを付与して直径「Ｄ」にするステップとを含み、
上記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．５：１である方法を提供することである。
【００１１】
上記冷却ステップが上記ステムウェブを冷却ロールに接触させることにより行われることが好ましく、上記第１のニップが第１の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間にあることがさらに好ましい。また上記第２のニップが第２の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間にあることが好ましい。冷却必要量を達成させるようにステムウェブが冷却ロールの周囲の少なくとも２０％に接触するとよい。ある好適な実施形態においてステムウェブが冷却ロールの周囲の少なくとも２５％あるいは３０％もの接触をする。これらの選択に対応するために、冷却ロールの直径が上記第１のニップロールの直径より少なくとも３０％大きく、また冷却ロールの直径が上記第２の熱ニップロールの直径より少なくとも３０％大きいことが特によい。
【００１２】
両方のニップが１つの冷却ロールに接している場合、上記第１の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力と、上記第２の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定することが好ましいと一般に考えられる。そしてこれらの測定値を用いて上記ロールの位置を調整する。殆どの状況においてこれらの調整は４つの測定場所でロール間に働く４つの反力を等しくする働きをする。この手段は、幅広のステムウェブに幅全体にわたって非常に安定した出来上がりでキャップを付与することができる好適な実施形態に含まれるいくつかのうちの１つである。特にステムを湾曲あるいは座屈させずにキャッピング動作が行われることが非常に望ましい。ステムの軸に関して対称であるとともに裏地の表面に対する湾曲のないキャップは通常、有頭ステムファスナが必要とされる殆どの用途においてより良好な結果をもたらす。キャッピング動作中にステムを裏地平面に対する垂線から４度を超す湾曲をさせるプロセスは望ましいとは言えない。本発明の方法はステムウェブの幅が１メートルを超える場合でも、さらにライン速度が少なくとも３０ｍ／分である場合でもこの基準を超えることができる。
【００１３】
この態様において本発明はステムウェブにキャップを付与する装置として考えられる。この装置は冷却ロールと、当該冷却ロールとともに第１のニップを形成するように配置された第１の熱ニップロールと、上記冷却ロールとともに第２のニップを形成するように配置された第２の熱ニップロールとを有する。装置は上記第１の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力と、上記第２の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定するセンサを有する。また装置は上記センサの出力に基づいて上記ロールの位置を調整するアクチュエータを有する。
【００１４】
本発明が特に適する一適用例は自己接合研磨物品を作製する方法、およびそのような物品自体である。研磨技術において、長年の問題は加工物に対して相対移動を生じるあるメカニズムへの研磨物品の接着である。このようなメカニズムには、例えばロータリーあるいはオービタルサンダーがある。クランプあるいは接着剤が研磨物品、例えばサンドペーパーをメカニズムに解放可能に接着させる従来の手段である。このような状況において自己接合接続システムが検討されてきたが、研磨や研削に伴う高剪断力がこれまで制約となっていた。しかし本発明が確実にキャップを付与することが可能である太軸ステムウェブは、研磨材の経済的な大量生産に必要な幅であっても、この制約に影響されない。
【００１５】
そのため、他の態様において本発明は研磨物品を作製する方法を提供し、この方法は、
第１および第２の対向主表面を有する裏地と、直径「ｄ」を有するとともに上記裏地の上記第１の主表面の少なくとも一部分から延出する複数のステムとを含むステムウェブを設けるステップと、
上記ステムウェブを第１の熱ニップロールに接する第１のニップに通して、上記ステムに部分的にキャップを付与するステップと、
上記ウェブを冷却するステップと、
上記ステムウェブを第２の熱ニップロールに接する第２のニップに通して、上記ステムを完全にキャップを付与して直径「Ｄ」にするステップであって、上記Ｄ：ｄ比が少なくとも１．５：１であるステップと、
上記第２の主表面の少なくとも一部分上に研磨層を塗布するステップとを含む。
【００１６】
いくつかの好適な実施形態において上記研磨層は、上記裏地の第２の主表面の少なくとも一部分上にメークコートを塗布するステップと、上記メークコート内に研磨粒子を少なくとも部分的に埋め込むステップと、上記メークコートを少なくとも部分的に硬化させるステップと、上記少なくとも部分的に硬化されたメークコートの少なくとも一部分および研磨粒子にサイズコートを塗布するステップと、上記サイズコートを硬化させるステップとにより塗布される。上記研磨層を上記ステムウェブを第２のニップに通すステップの前に上記第２の主表面の少なくとも一部分上に塗布してもよく、あるいは上記ステムウェブを第２のニップに通すステップの後に塗布してもよい。
【００１７】
上述の方法と同様に、研磨物品を作製する際、現在好ましいと考えられているのは各々がその間の大きな冷却ロールに対してキャッピングニップを提供する２つの熱ローラーを用いることである。上記第１の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力と、上記第２の熱ニップロールと上記冷却ロールとの間の力とを各ロールの両端で測定して、上記力の測定値を用いて上記ロールの位置を調整することが特に好ましいと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで図２を参照すると、本発明による典型的な装置１００が図示されている。この図において裏地１０４とその上にステム１０６とを有するステムウェブ１０２は、アイドラー１０８上を移動して熱ロール１１０と接触する。ステムウェブ１０２は第１の熱ロール１１０と冷却ロール１１４との間に挟まれる。このニップ１１６内でステム１０６が変形して部分キャップ１１８を生じる。なおニップ１１６から出た後、ステムウェブ１０２は領域１２０で冷却ロール１１４と接触したままであり、この領域１２０は冷却ロール１１４の周囲の少なくとも２０％であることが好ましく、少なくとも２５％であることがより好ましく、３０％であることがさらに好ましい。本発明の開発において、ある条件下では冷却速度が制限要因になるということが確認された。そのため好適な実施形態では、ステムウェブ１０２から熱を取るためより多くの熱量を有するように、さらに周囲の一定の割合が絶対的にも相対的にも大きくなるように冷却ロールが意図的に熱ロールより大きくなっている。
【００１９】
冷却領域１２０を通過した後、ステムウェブ１０２は離されてアイドラー１２２および１２４によって再配向される。その後ステムウェブ１０２は第２の熱ロール１２８と冷却ロール１１４の間に挟まれる。このニップ１３２の間隙を均一な大きさにして仕上げ径寸法のキャップ１３４を形成する。ニップ１３２を通過した後、キャップ付ウェブ１３６は領域１３８において冷却ロール１１４に接触して再び冷却される。前述のように、好適な実施形態において領域１３８は、冷却ロール１１４の周囲の少なくとも２０％であることが好ましく、少なくとも２５％であることがより好ましい。領域１２０で行われる集中的冷却中にステムがその構造保全性を回復する機会があるため、僅か２回の通過でかなりの量の変形を行うことが可能であることが、本発明との関連で分かった。またキャップ付ステム１３４は領域１３８で強度を回復するため、キャップ付ステムウェブ１４０をアイドラー１４２の周りに離すことができる。ロール１１０、１１４、および１２８は十分な熱量を提供するとともに温度変動を最小限に抑えるように例えばステンレス鋼などの材料で作製するとよい。熱ロール１１０および１２８は内面上の電気ヒータ、あるいは内部通路を循環する温水または油による代替物によって加熱するとよい。冷却ロールは当業者に周知の方法で冷水循環システムによって冷却されると最も好都合である。装置１００の利点の１つは１メートル以上の公称幅を有するロール１１０、１１４、および１２８を利用できることである。さらに３４ｍ／分より速い処理ライン速度で幅広ロールを用いることができる。
【００２０】
当業者は本方法の発明態様がニップを提供するためにロール以外の装置を利用して実施できることは認識されよう。例えば、回転ベルトを組み込んでニップを形成してもよい。さらにステムウェブの材料および所望の特定のキャップによってニッププロファイルが変わってもよい。ステムウェブキャッピングの当業者は所望の最終製品を得るためのニッププロファイルを提供することができる。
【００２１】
装置１００は多種多様な材料および寸法の異なるステムウェブ１０２と共に用いるのに適している。ステムウェブを先に引用して援用した特許文献１に記載されているように様々な材料で作製するとよい。例えば、テキサス州シードリフトのユニオン・カーバイド・カンパニー（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏ．ｏｆ  Ｓｅａｄｒｉｆｔ，ＴＸ）からＳＲＤ７−５６０として市販されているポリエチレン１７．５％を含み且つメルトインデックス３０を有するポリプロピレンとポリエチレンの共重合体が特に適していると考えられる。キャッピング作業用投入材料として適したステムウェブの用意はいくつかの方法で行うことが可能であり、その１つが例えばその明細書の図６Ａとともに特許文献１に記載されている。
【００２２】
本発明は加熱ステムウェブを第２のニップにかける前に、材料が独自の強度または構造保全性をいくらか回復する点まで冷却する。ステムウェブで構造保全性のレベルを回復することにより、第２のニップにおける変形は主にステムの部分的にキャップされた区域で発生するがステム自体では発生しない。構造保全性を測定する１つの方法は材料の弾性係数によるものである。本発明においてステムウェブの冷却は最初のステムのキャッピングから弾性係数を増加させて第２のニップ中のステムの変形を防止する。ステムウェブの弾性係数は、第２のニップにおける表面温度とほぼ同等の基準温度でのステムウェブの弾性係数より少なくとも１４倍大きいレベルまで増加することが好ましい。構造保全性を測定する他の方法は材料の降状応力によるものである。弾性係数と同様に、降状応力は温度が低下するにつれて増加する。本発明においては、冷却工程におけるステムウェブの降状応力は、第２のニップにおける表面温度とほぼ同等の基準温度でのステムウェブの降状応力の少なくとも１０５倍のレベルまで増加することが好ましい。
【００２３】
本発明で使用するステムウェブを用意する際、裏地１０４の厚さは４ｍｉｌ（０．１ｍｍ）〜１０ｍｉｌ（０．２５ｍｍ）であるとよく、最終的利用によってはステム１０６は、１平方インチ当たり１００〜３０００ステム（１５〜４６５ステム／ｃｍ2）の範囲の密度で裏地上に形成することができる。正確な値は目的の最終的利用によるが、０．００５〜０．０２０インチの範囲のステム径および０．００３〜０．０７０インチの範囲のステム高さが特によいと考えられる。これらのステムは円柱がよいが、正方形、楕円、または他の断面は特定の用途に有効且つ望ましい。
【００２４】
ステムウェブにキャップを付与することは一般に時間・温度・圧力現象である。このため一定のプロセスおよび選択ステムウェブ材料に対して、ニッピング段階で特定の時間、温度、または圧力パラメータを選択することにより特定のキャップ形状または設計は変更されあるいは影響を受けることがある。例えば、その全体を本明細書に引用して援用する特許文献２はニップ長および圧力を変化させる方法及びいくつかの装置を開示している。さらに、一般にニッピング装置の表面とステムウェブの相対的ライン速度がキャップの形状に影響するということが分かっている。当業者には本発明の冷却工程を従来のニッピングプロセスおよび選択ステムウェブ材料と組み合わせて所望のキャップサイズおよび形状を備えたキャップ付ステムを得ることが可能である。
【００２５】
好適な実施形態において第１の熱ロール１１０と冷却ロール１１４間の力、および第２の熱ニップロール１２８と冷却ロール間の力は各ロールの両側で測定される。イリノイ州ベンセンビルのミラー・フルーイド・パワー（Ｍｉｌｌｅｒ  Ｆｌｕｉｄ  Ｐｏｗｅｒ  ｏｆ  Ｂｅｎｓｅｎｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から市販されているＰＳＣシリンダ（ＰＳＣ  Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）などの内蔵力と位置測定値とを備えた油圧アクチュエータを使用して測定するとよい。特性の材料、プロセス条件および使用する装置サイズに対してどのようにしてこれらの装置を適切に選択するかはこのような装置の当業者には周知であろう。
【００２６】
ここで図３を参照すると、本発明により用意された典型的な研磨物品２００の側面図が示されている。ステムを支持するキャップ付ステムウェブ１４０の側部を第１の主表面２０２と称することができる。その後研磨物品２００は第１の主表面２０２と反対側の第２の主表面２０４上にメークコート２０６を有する。メークコート２０６内には、少なくとも部分的に研磨粒子２０８が埋め込まれる。サイズコート２１０を研磨粒子に塗布するとよい。上述のようにキャップ付ステムウェブ１４０を作製した後、裏地１０４の第２の主表面２０４の少なくとも一部にメークコート２０６を塗布することにより研磨物品２００を用意するとよい。その後研磨粒子２０８は少なくとも部分的にメークコート２０６内に埋め込まれ、その後メークコートが少なくとも部分的に硬化される。サイズコート２１０を、少なくとも部分的に硬化されたメークコート２０６の少なくとも一部分および研磨粒子２０８に塗布して、その後サイズコートを硬化する。部分的に硬化されたサイズコート２１０全体に任意のスーパーサイズコート２１２を塗布してもよい。
【００２７】
メークコート２０６に適した材料には熱硬化性有機ポリマー類がある。好適な熱硬化性有機ポリマーの例としてフェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、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、エポキシ樹脂、アクリルウレタン、アクリルエポキシ、およびその組み合せがある。メークコート２０６、研磨物品２００、またはその両方も繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトープ材、界面活性剤、顔料、染料、静電防止剤（例えば、カーボンブラック、酸化バナジウム、グラファイト等）、カプリング剤（例えば、シラン、チタネート、ジルコアルミネート等）、柔軟剤、沈殿防止剤等の添加物を含んでもよい。これらの任意の添加物の量を選択して所望の性質を与える。カプリング剤は研磨粒子および／または充填材への粘着力を向上させることができる。バインダ成分を熱硬化、放射線硬化またはその組み合せにより硬化させることができる。さらにバインダ成分に関する詳細が米国特許第４，５８８，４１９号明細書（コールら（Ｃａｕｌ）ら）、第４，７５１，１３７号明細書（チュメイ（Ｔｕｍｅｙ）ら）、および第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）に見出され、これらの開示の全体を本明細書に引用して援用する。
【００２８】
研磨物品２００は研磨粒子２０８を１００％、またはこのような研磨粒子と他の研磨粒子および／または希釈粒子との混合物を含むことができる。好適な従来の研磨物品の例には溶融酸化アルミニウム（白色溶融アルミナ、熱処理酸化アルミニウム、および茶色酸化アルミニウムを含む）、炭化ケイ素、炭化ホウ素、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、およびゾル−ゲル法により調整した研磨粒子等がある。ゾル−ゲル法により調整した研磨粒子は結晶核があるものあるいは結晶核がないものがある。このようにゾル−ゲル法により調整した研磨粒子は不規則な形状または、棒状あるいは三角などのそれらに関連した形状を有することもある。ゾル−ゲル法により調整した研磨粒子には、米国特許第４，３１４，８２７号明細書（ライサイザ（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、第４，５１８，３９７号明細書（ライサイザ（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、第４，６２３，３６４号明細書（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、第４，７４４，８０２号明細書（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、第４，８８１，９５１号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、第５，０１１，５０８号明細書（ワルド（Ｗａｌｄ）ら）、第５，０９０，９６８号明細書（ペロー（Ｐｅｌｌｏｗ））、第５，１３９，９７８号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ））、第５，２０１，９１６号明細書（バーグ（Ｂｅｒｇ）ら）、第５，２２７，１０４号明細書（バウアー（Ｂａｕｅｒ））、第５，３６６，５２３号明細書（ローウェンホースト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、第５，４２９，６４７号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、第５，４９８，２６９号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および第５，５５１，９６３号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））に記載されたものがあり、これらの開示全体を本明細書に引用して援用する。さらにアルミニウム粉末を原料源として用いて焼結アルミナ研磨粒子に関する詳細が、例えば、米国特許第５，２５９，１４７号明細書（フェイツ（Ｆａｉｚ））、第５，５９３，４６７号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ））、および第５，６６５，１２７号明細書（モルトゲン（Ｍｏｌｔｇｅｎ））に見出され、これらの開示全体を本明細書に引用して援用する。さらに溶融研磨粒子に関する詳細が、例えば、米国特許第１，１６１，６２０号明細書（コルター（Ｃｏｕｌｔｅｒ））、第１，１９２，７０９号明細書（トーン（Ｔｏｎｅ））、第１，２４７，３３７号明細書（サンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）ら）、第１，２６８，５３３号明細書（アレン（Ａｌｌｅｎ））、さらに第２，４２４，６４５号明細書（バウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）ら）、第３，８９１，４０８号明細書（ローズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）、第３，７８１，１７２号明細書（ペット（Ｐｅｔｔ）ら）、第３，８９３，８２６号明細書（キナン（Ｑｕｉｎａｎ）ら）、第４，１２６，４２９号明細書（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、第４，４５７，７６７号明細書（プーン（Ｐｏｏｎ）ら）、第５，０２３，２１２号明細書（デュボット（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、第５，１４３，５２２号明細書（ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）ら）、および第５，３３６，２８０号明細書（デュボット（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、さらに２０００年２月２日に提出された米国特許出願第０９／４９５，９７８号、第０９／４９６，４２２号、第０９／４９６，６３８号、および０９第／４９６，７１３号の番号を有する各出願明細書、さらに２０００年７月１９日に提出された米国特許出願第０９／６１８，８７６号、第０９／６１８，８７９号、第０９／６１９，１０６号、第０９／６１９，１９１号、第０９／６１９，１９２号、第０９／６１９，２１５号、第０９／６１９，２８９号、第０９／６１９，５６３号、第０９／６１９，７２９号、第０９／６１９，７４４号、および０９第／６２０，２６２号の番号を有する各出願明細書、ならびに２００１年１月３０日に提出された米国特許出願第０９／７７２，７３０号の番号を有する出願明細書に見出され、これらの開示全体を本明細書に引用して援用する。ある例では研磨粒子の混合によって、いずれかのタイプの研磨粒子を１００％を含む研磨物品と比較して研磨性能が向上した研磨物品になる。
【００２９】
研磨粒子の混合物がある場合は、混合物を構成する研磨粒子タイプは同一サイズを有する。代替的には研磨粒子タイプは異なる粒子サイズを有してもよい。また研磨粒子を研磨物品に均一に分散あるいは、研磨物品の選択区域または部分に集中させることができる。例えば、被覆研磨物に２層の研磨粒子がある場合がある。
【００３０】
好適な希釈粒子の例には、大理石、石膏、フリント、シリカ、酸化鉄、ケイ酸アルミニウム、ガラス（ガラスバブルおよびガラスビーズを含む）、アルミナバブル、アルミナビーズ、および希釈凝集体がある。また本発明による研磨粒子は研磨凝集体内にまたは共に混ぜ合わされる。研磨凝集粒子は概して複数の研磨粒子、バインダ、および任意の添加物を含んでいる。バインダは有機または無機でもよい。研磨凝集体は不規則な形状またはそれに関連する所定の形状を有することができる。その形状はブロック、円筒、角錐、コイン、正方形等でもよい。研磨凝集粒子は概して約１００〜約５０００マイクロメートルの範囲、概して約２５０から約２５００マイクロメートルの粒子サイズを有する。さらに研磨凝集粒子に関する詳細は、米国特許第４，３１１，４８９号明細書（クレスナー（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ））、第４，６５２，２７５号明細書（ブローチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、第４，７９９，９３９号明細書（ブローチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、第５，５４９，９６２号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）、および第５，９７５，９８８号明細書（クリスチアンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））、さらに２０００年１０月１６日に提出された米国特許出願第０９／６８８，４４４号明細書および第０９／６８８，４８４号の番号を有する出願明細書に見出され、これらの開示全体を本明細書に引用して援用する。
【００３１】
被覆研磨物品において粉砕添加物は特に有用である。被覆研磨物品において粉砕添加物は一般に研磨粒子の表面に塗布されるスーパーサイズコート２１２において用いられる。しかし場合によっては粉砕添加物をサイズコート２１０に添加する。概して被覆研磨物品に組み込む粉砕添加物の量は約５０〜３００ｇ／ｍ2である（約８０〜１６０ｇ／ｍ2が望ましい）。
【００３２】
粉砕添加物は広範囲な異なる材料を含み、無機でも有機でもよい。粉砕添加物の化学基の例にはワックス、有機ハロゲン化合物、ハロゲン塩および金属ならびにそれらの合金がある。有機ハロゲン化合物は概して研磨中に分解してハロゲン酸または気体のハロゲン化合物を放出する。このような材料の例には、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、およびポリ塩化ビニルのような塩素化ワックスがある。ハロゲン塩の例には塩化ナトリウム、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、および塩化マグネシウムがある。金属の例にはスズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、および鉄チタンがある。他の種々の粉砕添加物には硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、および金属硫化物がある。異なる粉砕添加物の組み合せを用いることも本発明の範囲内であり、ある例では相乗効果をもたらすこともある。好適な粉砕添加物は氷晶石であり、最も好適な粉砕添加物はテトラフルオロホウ酸カリウムである。
【００３３】
さらに被覆研磨物品に関する詳細が例えば、米国特許第４，７３４，１０４号明細書（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））、第４，７３７，１６３号明細書（ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））、第５，２０３，８８４号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、第５，１５２，９１７号明細書（パイパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）、第５，３７８，２５１号明細書（クラー（Ｃｕｌｌｅｒ）ら）、第５，４１７，７２６号明細書（スタウト（Ｓｔｏｕｔ）ら）、第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）、第５，４９６，３８６号明細書（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）、第５，６０９，７０６号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）、第５，５２０，７１１号明細書（ヘルマン（Ｈｅｌｍｉｎ））、第５，９５４，８４４号明細書（ロー（Ｌａｗ）ら）、第５，９６１，６７４号明細書（ガリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）ら）、および第５，９７５，９８８号明細書（クリスチアンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））に見出され、これらの開示を本明細書に引用して援用する。さらに接着研磨物品に関する詳細が例えば、米国特許第４，５４３，１０７号明細書（ルー（Ｒｕｅ））、第４，７４１，７４３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、第４，８００，６８５号明細書（ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、第４，９９７，４６１号明細書（マーコフ−マセニー（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、第５，０３８，４５３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、第５，１１０，３３２号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、および第５，８６３，３０８号明細書（キ（Ｑｉ）ら）に見出され、これらの開示全体を本明細書に引用して援用する。
【００３４】
上記の本発明の全般的原理の開示および上述の詳細な説明により、当業者には本発明が可能な様々な変更例を容易に理解できるであろう。そのため、本発明の範囲を請求の範囲およびその同等物のみにより限定するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】ステムウェブにキャップを付与する公知のプロセスの概略図である。
【図１ｂ】図１ａに図示された公知のプロセスによるキャップ付ステムの詳細側面図である。
【図２】ステムウェブにキャップを付与する本発明によるプロセスの概略図である。
【図３】本発明により用意された典型的な研磨物品に関する側面図である。
【図１ａ】
2005511123.tif 000003
【図１ｂ】
2005511123.tif 000004
【図２】
2005511123.tif 000005
【図３】
2005511123.tif 000006
【国際調査報告】
2005511123.tif 000007
2005511123.tif 000008