【手続補正書】
【提出日】平成26年11月17日(2014.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に巻き付けられた不織布研磨ウェブを含む巻き付け型砥石車であって、前記不織布研磨ウェブが、メイクコートと、少なくとも１６ＧＰａのビッカース押込み硬度及び少なくとも３．０ＭＰａ  ｍ１／２の靭性を有する研磨粒子と、前記メイクコート及び研磨粒子の上の、フェノール樹脂を含む第１のサイズコーティングと、前記第１のサイズコーティングの上の、ポリウレタンを含む第２のサイズコーティングと、を含む、巻き付け型砥石車。
【請求項２】
巻き付け型砥石車の製造方法であって、
不織布ウェブの第１の主表面にメイクコートを塗布する工程と、
少なくとも１６ＧＰａのビッカース押込み硬度及び少なくとも３．０ＭＰａ  ｍ１／２の靭性を含む研磨粒子を、前記メイクコートに塗布する工程と、
フェノール樹脂を含む第１のサイズコーティングを、前記メイクコート及び研磨粒子の上に塗布する工程と、
少なくとも前記第１のサイズコーティングを部分的に硬化させて、不織布研磨ウェブを作製する工程と、
ポリウレタンプレポリマー樹脂を含む第２のサイズコーティングを、前記硬化された第１のサイズコーティングの上に塗布する工程と、
前記第２のサイズコーティングを有する前記不織布研磨ウェブを螺旋状に巻き付けてロールにする工程と、
前記第１のサイズコーティング及び前記第２のサイズコーティングを硬化させて、前記巻き付け型砥石車を形成する工程と、を含む、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】巻き付け型砥石車及び製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
巻き付け型砥石車は、不織布研磨ウェブを芯の周りに螺旋状に巻き付けた後、螺旋状に巻き付けられた層を互いに接着するために結合剤を硬化させることによって作製される。巻き付け型砥石車は、建築用金属製品及び衛生器具などの様々なタイプのワークピースを仕上げるのに有用である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
典型的には、巻き付け型砥石車を作製するために用いられる砥粒は、茶色酸化アルミニウムなどの従来の廉価な鉱物である。ゾルゲル法に由来するαアルミナなどのプレミアム砥粒は、コーティング又は結合研磨物品において改善された切削性能を提供することが一般に知られているが、メーカーは、不織布研磨物品におけるプレミアム砥粒の使用を採用してこなかった。そのような砥粒を使用しない主な理由は、プレミアム粒子を使用しても切削性能は高められないが、巻き付け型砥石車のコストが有意に増加するというものである。したがって、プレミアム砥粒を有する巻き付け型砥石車は、コストは増加するが、茶色酸化アルミニウムを有する廉価な巻き付け型砥石車と性能は同じであることから、商業的に実現可能でない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
本発明者は、巻き付け型砥石車を製造するときに２種類のサイズコーティングを使用することにより、プレミアム砥粒を使用した巻き付け型砥石車の性能が著しく高まることを発見した。性能向上は、プレミアム砥粒の使用によって生じるコストの増加に見合う価値があるので、巻き付け型砥石車は、有意に価値ある提案を最終顧客に提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
特に、フェノール樹脂を含む第１のサイズコーティングを不織布研磨ウェブ上に塗布した後、ポリウレタン樹脂を含む第２のサイズコーティングを塗布する前にこのフェノール樹脂を部分的に硬化させることにより、巻き付け型砥石車におけるプレミアム砥粒の性能優位性が明らかになることを本発明者は発見した。硬化フェノール樹脂サイズコーティングは、砥粒の保持を強化し、それによって巻き付け型研磨物品の仕上げ性能を向上させると考えられている。ポリウレタン樹脂の塗布後、不織布研磨物品は螺旋状に巻きつけられかつ硬化されて、巻き付け型研磨物品を形成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
したがって、一実施形態において、本発明は螺旋状に巻きつけられた不織布研磨ウェブを含む巻き付け型砥石車に関し、この不織布研磨ウェブは、メイクコートと、少なくとも１６ＧＰａのビッカース押込み硬度（Vickers indentation hardness）及び少なくとも３．０ＭＰａ  ｍ１／２の靭性を有する研磨粒子と、メイクコート及び研磨粒子の上の、フェノール樹脂を含む第１のサイズコーティングと、第１のサイズコーティングの上の、ポリウレタンを含む第２のサイズコーティングと、を含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
別の実施形態において、本発明は、巻き付け型砥石車の製造方法に関し、この方法は、不織布ウェブの第１の主表面にメイクコートを塗布する工程と、少なくとも１６ＧＰａのビッカース押込み硬度及び少なくとも３．０ＭＰａ  ｍ１／２の靭性を有する研磨粒子を、メイクコートに塗布する工程と、フェノール樹脂を含む第１のサイズコーティングを、メイクコート及び研磨粒子の上に塗布する工程と、少なくとも第１のサイズコーティングを部分的に硬化させて、不織布研磨ウェブを作製する工程と、ポリウレタンプレポリマー樹脂を含む第２のサイズコーティングを、硬化された第１のサイズコーティングの上に塗布する工程と、第２のサイズコーティングを有する不織布研磨ウェブを螺旋状に巻き付けてロールにする工程と、第１のサイズコーティング及び第２のサイズコーティングを硬化させて、巻き付け型砥石車を形成する工程と、を含む。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】不織布研磨物品に塗布された、フェノール樹脂を含む硬化された第１のサイズコーティングと、第１のサイズコーティングの上に塗布された、ポリウレタンを含む第２のサイズコーティングとを有する不織布研磨物品を示す。
【図１Ａ】不織布研磨物品に塗布された、フェノール樹脂を含む硬化された第１のサイズコーティングと、第１のサイズコーティングの上に塗布された、ポリウレタンを含む第２のサイズコーティングとを有する不織布研磨物品を示す。
【図２】巻き付け型研磨物品を示す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図１の不織布研磨物品を、不織布層が圧縮されるように張力下で芯部材（例えば、管状又は棒状の芯部材）の周りに巻きつけることによって、部分的に硬化された第１のサイズコーティング２４と未硬化の第２のサイズコーティング２６とを含む不織布研磨物品は巻き付け型砥石車となる。次に、第２のサイズコーティング２６が硬化され、巻き付け型砥石車の螺旋状のラップを互いに結合する。例示的な巻き付け型砥石車２００が図２に示されており、図中、不織布研磨物品２１０は芯部材２３０の周りに螺旋状に巻きつけられかつ固定されており、第２のサイズコーティング２６は硬化されている。所望により、巻き付け型砥石車は、例えば研磨材分野において既知である方法を用いて、使用前に目直しし、表面の凹凸を取り除いてよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
巻き付け型研磨物品で使用するのに適した不織布ウェブは、研磨材の分野において既知である。典型的には、不織布ウェブは、もつれた繊維のウェブを含む。繊維は、連続繊維、短繊維、又はこれらの組み合わせを含んでよい。例えば、繊維ウェブは、少なくとも約２０ミリメートル（ｍｍ）、少なくとも約３０ｍｍ、又は少なくとも約４０ｍｍ、かつ約１１０ｍｍ未満、約８５ｍｍ未満、又は約６５ｍｍ未満の長さを有する短繊維を含んでよいが、より短い繊維及びより長い繊維（例えば、連続繊維）も有用である場合がある。繊維は、少なくとも約１．７デシテックス（ｄｔｅｘ、すなわちｇ／１００００ｍ）、少なくとも約６ｄｔｅｘ、又は少なくとも約１７ｄｔｅｘ、かつ約５６０ｄｔｅｘ未満、約２８０ｄｔｅｘ未満、又は約１２０ｄｔｅｘ未満の繊度又は線密度を有してよいが、より小さな及び／又はより大きな線密度を有する繊維が有用である場合がある。異なる線密度を有する繊維の混合物もまた、例えば、使用時に特に好ましい表面仕上げが得られる研磨物品を提供するために有用である場合がある。スパンボンド不織布を用いる場合、フィラメントは、実質的により大きな直径、例えば、直径２ｍｍ以下又はそれ以上であってよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
不織布研磨物品、巻き付け型砥石車、及びそれらの製造方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第２，９５８，５９３号（Ｈｏｏｖｅｒら）、同第４，４８６，２００号（Ｈｅｙｅｒら）、同第５，５９１，２３９号（Ｌａｒｓｏｎら）、同第５，９１９，５４９号（Ｖａｎら）、同第６，０１７，８３１号（Ｂｅａｒｄｓｌｅｙら）；米国特許出願公開第２００６／００４１０６５（Ａ１）号（Ｂａｒｂｅｒ，Ｊｒ．）及び同第２００８／０１２７５７２（Ａ１）号（Ｌｕｄｗｉｇ）に見出すことができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
有用な研磨粒子の例には、少なくとも１６、少なくとも１７、少なくとも１８、又は少なくとも１９ＧＰａの平均ビッカース押込み硬度を有する任意のプレミアム研磨粒子が含まれる。ビッカース押込み硬度は、Ｍｏｎｒｏｅに付与された「Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｇｒａｉｎ」と題される米国特許第５，５９３，４６７号の第２３欄の３９〜４８行目に論じられるように試験することができる。これに加えて、研磨粒子は、少なくとも３．０、少なくとも３．２、少なくとも３．５、少なくとも３．８、又は少なくとも４．０ＭＰａ  ｍ１／２の平均靭性を有する。平均靭性は、参照により本明細書に組み込まれる、論文である「Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ  Ｐｅｎｎｙ−ｌｉｋｅ  Ｃｒａｃｋｓ  ｉｎ  Ｉｎｄｅｎｔｉｏｎ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ」ｂｙ  Ｌａｗｎ  ａｎｄ  Ｆｕｌｌｅｒ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ  １０，（１９７５），ｐｐ．２０１６〜２４に概説されている試験手順に従って測定される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
有用なプレミアム研磨粒子としては、ダイヤモンド研磨粒子、立方晶窒化ホウ素研磨粒子、及びゾルゲル製造法に由来するαアルミナ研磨粒子、並びにこれらの混合物が挙げられる。研磨粒子は、例えば個々の粒子、粒塊、複合粒子、及びこれらの混合物の形態であってもよい。プレミアム研磨粒子と従来の研磨粒子とのブレンドを使用することが可能であるが、ブレンドの少なくとも１５％、少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７０％、又は少なくとも９０％はプレミアム研磨粒子から構成されなければならない。いくつかの実施形態では、巻き付け型砥石車で用いられる研磨粒子の１００％がプレミアム研磨粒子である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
実施例１及び比較例Ａ〜Ｃ
プレミアム砥粒と、ポリウレタン系の第２のサイズコーティングの塗布前に、硬化されたフェノール系の第１のサイズコーティングとを有する本発明の巻き付け型砥石車の有効性を実証するために、実施例１及び比較例Ａ〜Ｃを調製した。実施例１及び比較例Ａ〜Ｃの不織布研磨ウェブは、表１及び表２で特定される材料から、表３に示される順番で調製された。部分的に乾燥しているがまだ未硬化である第２のサイズコーティング２６を支持している得られた不織布研磨ウェブを、未硬化の接着剤を支持している直径８．５７ｃｍ（３．３７５インチ）、壁厚０．４７６ｃｍ（０．１８７５インチ）であるグラスファイバー製の円筒形の芯の周囲に巻き付けた。コーティングされた不織布ウェブの螺旋状ラップを、張力下でかつ各ラップを定位置に付勢する圧力ロールを使用して、巻き付けられた不織布研磨ウェブ及び芯（以下「バン」と呼ばれる）の外径が約１７．８ｃｍ（７．０インチ）になるまで芯の周りに巻き付けた。次に、このバンをバッチ式炉に入れ、第２のサイズコーティング２６を表３に記載の通りに硬化させた。バンを旋盤に取り付け、剣バイトを使用してバンの外径を約１６．５ｃｍ（６．５インチ）まで減少させた。次いで、ダイヤモンドソーでバンを芯の軸に対して垂直に切断し、直径約１６．５ｃｍ（６．５インチ）、幅２．５ｃｍ（１．０インチ）、センター穴７．６ｃｍ（３．０インチ）の数個の巻き付け型砥石車を形成した。得られた研磨物品（グラスファイバー製の芯を除く）の物質密度は、０．６１ｇ／ｃｍ３（０．２２ｌｂ／ｉｎ３）〜０．７３ｇ／ｃｍ３（０．２６ｌｂ／ｉｎ３）であった。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
研磨材の効率試験
本発明の試料と比較用の試料とを含む巻き付け型砥石車を、研磨材の効率試験に従って試験した。砥石車を、外径７．６ｃｍ（３．０インチ）×内径３．１７ｃｍ（１．２５インチ）のフランジを有する、直径３．１７ｃｍ（１．２５インチ）の従動軸に取り付けた。試験される各不織布研磨組成物につき２つの試験片を調製した。各試験片を、Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ  ＆  Ｋｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌ）から入手した１００８冷間圧延鋼、ストックパターン４０１の１１インチ（２８ｃｍ）×２インチ（５ｃｍ）×０．０５６インチ（１．４ｍｍ）炭素鋼製有孔スクリーンプレートワークピース（中心間が７／３２インチ（０．５６ｃｍ）隔てられた直径５／３２インチ（０．４０ｃｍ）の孔）のずれたパターンに対する磨耗性に関して評価した。試験片を５５００ｆｔ／分（１６７６ｍ／分）で回転させ、１線状インチ当たり５ポンド（線状メートル当たり８７５ニュートン）の力でワークピースに押し付けた。試験片をプレートワークピースに１５秒間接触させた後、プレートワークピースを試験片から１０秒間離すサイクルを、１つのテストランで１５サイクル行った。新しいプレートワークピースを取り付け、各テストラン毎に新しいプレートワークピースを使用して、１つのテストランを４回繰り返した。試験片及び５つのプレートワークピースの両方の試験前の重量及び試験後の重量を記録した。砥石車の全切削量を次の通りに計算し、これは砥石車の侵攻性を示す。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
表３の実施例１から分かるように、プレミアム研磨粒子（セラミックαアルミナ）及び第１のサイズコーティングとして部分的に硬化されたフェノール樹脂を用いて巻き付け型砥石車を作製すると、巻き付け型砥石車の効率（％）は４０．１％となり、それと比べて、従来の茶色酸化アルミニウム粒子を有しかつフェノール樹脂の第１のサイズコーティングを有さない比較例Ｃは２７．２％である。これは、巻き付け型砥石車の驚くべき性能の上昇である。比較例Ａは、セラミックαアルミナ研磨粒子を使用する場合に部分的に硬化されたフェノール樹脂の第１のサイズコーティングを省略すると、比較例Ｃとほとんど同じ性能（２９．８％対２７．２％）を有する巻き付け型砥石車となることを示している。比較例Ｂは、部分的に硬化されたフェノール樹脂の第１のサイズコーティングと従来の茶色酸化アルミニウム鉱物とを組み合わせて用いると、比較例Ｃよりも性能が低下した（２２．３％対２７．２％）巻き付け型砥石車となることを示している。このように、部分的に硬化されたフェノール性の第１のサイズコーティングは、αアルミナ製のプレミアム砥粒の性能を有意に高め、従来の茶色酸化アルミニウム製の砥粒の性能を実際に低下させる。