(57)【要約】  研磨物品を支持するためのバックアップパッドが開示される。バックアップパッドは、第１の主表面に結合された係合アセンブリを含む。係合アセンブリは、第１の耐久性を有する複数の第１の係合手段を含む第１の領域を包含する。係合アセンブリは、第２の耐久性を有する複数の第２の取付け手段を含む第２の領域も包含する。第１の係合手段は、第２の係合手段よりも実質的に高い耐久性を有する。
2007518578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主表面と、
前記第１の主表面に結合された係合層と、
を含む、研磨物品を支持するためのバックアップパッドであって、
前記係合層が、複数の第１の係合手段を含む第１の領域と、複数の第２の係合手段を含む第２の領域と、を含み、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有するバックアップパッド。
【請求項２】
前記第１の主表面の反対側の第２の主表面と、その間に延在する複数の通気口と、をさらに含む、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項３】
前記第１の係合手段および前記第２の係合手段がほぼ同一の直径を有するループであり、さらに、前記第１の係合手段が第１の材料から製造され、そして前記第２の係合手段が前記第１の材料とは異なる材料から製造される、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項４】
前記第１の係合手段が第１の直径を有し、前記第２の係合手段が実質的に異なる直径を有し、さらに、前記第１および第２の係合手段がモノフィラメント材料から製造される、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項５】
前記第１および第２の領域が実質的に同心円であり、前記第１の領域が前記第２の領域を包囲する、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項６】
前記第１の係合手段が、約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の直径を有する、請求項５に記載のバックアップパッド。
【請求項７】
前記第２の係合手段が、約０．００４インチ（０．１０１ｍｍ）の直径を有する、請求項６に記載のバックアップパッド。
【請求項８】
前記第１および第２の係合手段が、ステッチされたループ、トリコットループ、形成ループ、ブラッシングされたループ、または不織布ループからなる群から選択されるループである、請求項３に記載のバックアップパッド。
【請求項９】
前記第１および第２の係合手段が、同一材料から製造される、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項１０】
前記ループ材料が、ナイロン、ナイロン６６、またはアラミドからなる群から選択される、請求項９に記載のバックアップパッド。
【請求項１１】
前記第１および第２の領域が重なり合う、請求項１に記載のバックアップパッド。
【請求項１２】
前記重なりが、パッド面積全体の１０パーセントまでである、請求項１１に記載のバックアップパッド。
【請求項１３】
前記第１および第２の領域が、その間の間隙によって隔てられる、請求項５に記載のバックアップパッド。
【請求項１４】
フックアンドループ型の固定システムを含むバックアッププレートを有する、研磨物品と共に使用するための装置であって、
回転ツールと、
複数の第１の係合手段を含む第１の領域と、複数の第２の係合手段を含む第２の領域と、を含む、前記ツールに結合されたバックアップパッドであって、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有するバックアップパッドと、
を含む装置。
【請求項１５】
前記第１および第２の係合手段がほぼ同じ直径を有するループであり、さらに、前記第１の係合手段が第１の材料から製造され、前記第２の係合手段が前記第１の材料とは異なる材料から製造される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の係合手段および前記第２の係合手段が、実質的に異なる直径を有するループである、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の領域が、前記第２の領域を包囲する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の係合手段が、約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の直径を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の係合手段が、約０．００４インチ（０．１０１ｍｍ）の直径を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２の係合手段が、同一材料から製造される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記材料が、ナイロン、ナイロン６６、またはアラミドからなる群から選択される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１および第２の領域が重なり合う、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の領域と前記第２の領域の間に間隙をさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
第１の領域および第２の領域を有する支持部材パッドを提供するステップと、
前記第１の領域に第１の係合手段を形成するステップと、
前記第２の領域に第２の係合手段を形成するステップと、
を含むバックアップパッドの製造方法であって、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有する方法。
【請求項２５】
前記第１の係合手段が約６ミル（０．１５２ｍｍ）の直径を有し、前記第２の係合手段が、約４ミル（０．１０１ｍｍ）の直径を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の領域が、前記第１の領域内に包含される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の領域が外側領域であり、前記第２の領域が内側領域であり、前記内側および外側領域がその間に間隙を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記間隙が、約１／１６インチ未満である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
基材と、
前記基材に結合された第１の係合手段の第１の領域と、
前記基材に結合された第２の係合手段の第２の領域と、
を含む、バックアップパッドに結合させるためのアセンブリであって、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有するアセンブリ。
【請求項３０】
前記第１および第２の係合手段が同一の直径を有するループであり、さらに、前記第１の係合手段が第１の材料で製造され、前記第２の係合手段が第１の材料とは異なる材料から製造される、請求項２９に記載のアセンブリ。
【請求項３１】
前記第１の係合手段が約０．００６インチの直径を有し、前記第２の係合手段が、約０．００４インチの直径を有する、請求項３０に記載のアセンブリ。
【請求項３２】
前記第１の領域が、前記第２の領域を包囲する、請求項３１に記載のアセンブリ。
【請求項３３】
前記第１の領域と前記第２の領域の間の間隙をさらに含む、請求項３２に記載のアセンブリ。
【請求項３４】
前記ループが同一材料から製造される、請求項２９に記載のアセンブリ。
【請求項３５】
前記材料が、ナイロン、ナイロン６６、またはアラミドからなる群から選択される、請求項３４に記載のアセンブリ。
【請求項３６】
基材を提供するステップと、
前記基材に結合された第１の係合手段の第１の領域を形成するステップと、
前記基材に結合された第２の係合手段の第２の領域を形成するステップと、
を含む、バックアップパッドに結合させるためのアセンブリの製造方法であって、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有する方法。
【請求項３７】
基材を提供するステップと、
前記基材に結合された第１の係合手段の第１の領域を形成するステップと、
前記基材に結合された第２の係合手段の第２の領域を形成するステップと、
前記基材を前記バックアップパッドに係合させるステップと、
を含む、バックアップパッドに結合させるためのアセンブリの使用方法であって、前記第１および第２の係合手段が実質的に異なる耐久性を有する方法。
【請求項３８】
第１および第２の対向する主表面と、前記表面間に延在する少なくとも１つの開口部とを有し、そして外周も含むバックアップパッドであって、
第１の係合手段を有する第１の領域と、
第２の係合手段を有する少なくとも１つの開口部係合領域と、
を含み、前記開口部係合領域が前記外周から内側に前記開口部まで延在し、さらに、前記第２の係合手段が前記第１の係合手段よりも実質的に高い耐久性を有するバックアップパッド。
【請求項３９】
前記バックアップパッドが複数の開口部を含み、さらに、各開口部が対応する開口部係合領域を含む、請求項３８に記載のバックアップパッド。
【請求項４０】
さらに第３の係合領域を含み、前記第３の係合領域が前記開口部係合領域の間に延在し、前記第２の係合手段と同じ第３の係合手段を含む、請求項３９に記載のバックアップパッド。
【請求項４１】
前記第３の係合領域が、前記外周から内側へ延在する、請求項４０に記載のバックアップパッド。
【請求項４２】
前記開口部係合領域が、少なくとも１つの開口部を包囲する部分を含む、請求項３８に記載のバックアップパッド。
【請求項４３】
第１および第２の対向する表面を有する基材を含むバックアップパッドであって、前記第１の表面が外側境界を有し、前記第１の表面が、
約０．００６インチの直径を有する繊維から製造された複数の第１の係合部材を有する第１の係合領域であって、前記第１の取付け領域が実質的に環状に形作られ、内側エッジおよび外側エッジを有し、前記外側エッジが前記第１の表面の外側境界と隣接する第１の係合領域と、
約０．００４インチの直径を有する繊維から製造された複数の第２の係合部材を有する第２の係合領域であって、前記第２の取付け領域が実質的に円形に形作られ、前記第１の係合領域の内側に配置される第２の係合領域と、
をさらに含むバックアップパッド。
【請求項４４】
前記第１および第２の係合領域が、その間の間隙を含む、請求項４３に記載のバックアップパッド。
【請求項４５】
前記第１および第２の係合部材が、ナイロン６６から製造されたループである、請求項４３に記載のバックアップパッド。
【請求項４６】
前記第１の表面と前記第２の表面の間を通る複数の開口部をさらに含む、請求項４３に記載のバックアップパッド。
【請求項４７】
それぞれの開口部が対応する開口部係合領域によって取り囲まれ、さらに、それぞれの開口部係合領域が前記第１の係合領域の内側エッジから垂れ下がり、アーチ形状で延在して対応する開口部を取り囲み、前記開口部係合領域が、前記第１の係合部材と実質的に同一の直径を有し、同一の材料から製造される複数の第３の係合部材を含む、請求項４６に記載のバックアップパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、研磨物品と共に使用するためのバックアップパッドに関し、より詳細には、研磨物品をバックアップパッドに機械的に取り付けるためのバックアップパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
バックアップパッドは、研磨分野において、研磨中に研磨剤ディスクまたはシートを支持するために使用される。本明細書中で使用される「研磨」という用語は、研削、サンディング、ポリッシング、ブラッシング、または精砕（ｒｅｆｉｎｉｎｇ）など、相対的な動きで接触する表面間の摩擦接触によって材料を除去するすべての方法を含む。研磨物品は、被覆研磨剤、ラップ被覆研磨剤、不織布研磨剤またはバフ研磨パッドなどの任意の適切な研磨物品でよい。これらの研磨物品は、ディスク、シート、または多角形などの様々な形態でよく、任意で、ほこりの取り出しを助けるために孔またはスリットを含有してもよい。バックアップパッドは略平面状の主表面を含み、この主表面にディスクまたはシートなどの研磨物品を取り付けることができる。バックアップパッドは手で保持されてもよいが、バックアップパッドは、より一般的には、電気または空気圧式サンダーなどの電動研磨装置と共に使用される。
【０００３】
研磨剤ディスクおよびシート（以下、「ディスク」）は、様々な方法でバックアップパッドに取り付けることができる。１つの取付け方法は、研磨剤ディスクがバックアップパッドの主表面に接着されるように感圧接着剤（ＰＳＡ）をその１つの表面に有する研磨剤ディスクを含む。バックアップパッドの主表面は、研磨剤ディスクの取付けを容易にするために、例えば、発泡体、ビニル、または布の平滑な表面を有することができる。このようなバックアップパッドの一例は、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）の３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品名「スティキット（ＳＴＩＫＩＴ）」のバックアップパッドで入手することができる。そのバックアップパッドに取り付けるための研磨剤ディスクの一例は、同じ会社から商品名「スティキット」の研磨剤ディスクで入手することができる。
【０００４】
第２のタイプのバックアップパッドは、複数のフックがそこから突出する主表面を含む。フックは、研磨剤ディスクの背面に設けられた特定の構造と係合するように適合され、ディスクをバックアップパッドに着脱可能に取り付ける。このようなバックアップパッドの一例は、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから商品名「フックイット（ＨＯＯＫＩＴ）」のバックアップパッドで入手することができ、そのバックアップパッドに取り付けるための研磨剤ディスクの一例は、同じ会社から商品名「フックイット）」の研磨剤ディスクで入手することができる。あるいは、バックアップパッドの主表面は、研磨剤ディスク上のフックと協働するための係合構造を含むこともできる。このようなアセンブリの一例は、３Ｍカンパニーから商品名「フックイットＩＩ」のバックアップパッドおよび研磨剤ディスクで入手することができる。
【０００５】
上記のバックアップパッドは、当該技術分野ではよく知られているデュアルアクション式サンダー（「ＤＡサンダー」）と共に使用されることが多い。バックアップパッドを備えたこのようなサンダーは、ペイント塗装の間のペイント表面の軽いサンディングや、最終ペイント塗装からダストニブ（ｄｕｓｔ  ｎｉｂ）などの小さいペイント欠陥を除去するための非常に細かいサンドペーパーによるサンディングなどの軽度の負荷のサンディング作業のために使用することができる。このタイプのサンディングは、取付け界面に軽い応力を与える。またこのようなバックアップパッドは、プライマーペインティングのためのワークピース表面の最終的な準備や、次のペインティングの準備におけるプライマーペイントを上に有するワークピース表面のサンディングなどの中程度の負荷のサンディング作業にも使用することができる。これらのタイプのサンディング用途の間は、軽度〜中程度の下方への圧力が通常加えられ、取付け界面に適量の応力を付与する。しかしながら、このようなサンダーおよびバックアップパッドは、オペレータがかなり重い下方への圧力を加え得るペイントの剥ぎ取りや過剰なボディ充填剤の除去などの高負荷のサンディング作業において使用されることが多い。バックアップパッドは、ワークピース表面に対して比較的急な角度で傾斜されることが多く、割れ目の中やかなり鋭い輪郭の上に押し付けられることもある。ワークピース表面上のペイントまたはボディ充填剤は、バックアップパッドに取り付けられた研磨物品の研磨剤表面に対する実質的な抵抗を提供するので、ペイントまたはボディ充填剤を除去するためにかなりのサンディング力が必要とされることが多い。このような攻撃的で激しいサンディング作業は、フックとループの取付け界面にかなりの応力を加える。
【特許文献１】米国特許第５，５０５，７４７号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの態様は係合アセンブリを提供し、該係合アセンブリは、前面および後面を有する基材と、複数の第１の係合手段を含む第１の領域と、第２の係合手段を含む第２の領域とを含む。第１および第２の係合手段は、後面から前面まで基材を通って突出する複数のループを含み、第１の係合手段のループは、第２の係合手段のループとは異なる耐久性を有する。耐久性の違いは、例えば、異なるループデニールまたはループ材料を用いることによって達成することができる。ループ材料は所望されるように選択することができ、ポリアミド（ナイロンなど）、ポリオレフィン、ポリウレタン、アラミド、ポリエステル、セルロース系材料のような熱可塑性および熱硬化性材料などの有機材料、あるいは金属（アルミニウムまたは鋼を含む）またはセラミック（ガラスおよびファイバーガラスを含む）などの無機材料を含むことができる。それぞれのストランドループは、異なる材料の組み合わせで構成することもできる。ストランドは、直線状でも、曲線状でも、撚りがかけられていてもよく、帯電防止コーティングまたはシリコーンなどのある種の表面処理を含んでいてもよい。表面コーティングは、ステッチング工程を助けるように選択することができる。ループは、ステッチされたループ、ワープニット、例えばトリコットループ、成形ループ、ブラッシングされたループ、または不織布ループ、もしくはこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。ループは、さらに、モノフィラメントストランドを含むことができる。
【０００７】
本開示のもう１つの態様では、第１および第２の領域は実質的に同心円であり、第１の領域は、第２の領域を包囲する。第１の領域は高い耐久性を有し、第２の領域は高い取付け強度を有する。本開示のもう１つの態様では、第１の領域は、さらに、第１の領域から第２の領域まで垂れ下がる複数のアーチ形領域を含む。第１の領域と第２の領域の間に、通常は１／１６インチ（１．６ｍｍ）までの間隙を有することが可能である。アーチ形領域は不連続でもよいし、または第１の領域の周囲に沿って相互接続されていてもよい。
【０００８】
本開示のもう１つの態様では、突出するフックステム（ｈｏｏｋｉｎｇ  ｓｔｅｍ）を有する研磨物品へ取り付けるためのバックアップパッドが提供される。バックアップパッドは主表面を有する支持部材を含み、研磨物品のフックステムと着脱可能に係合するための係合アセンブリが主表面上に設けられる。バックアップパッドは、さらに、通気口を含むことができる。
【０００９】
本開示の更なる態様は、研磨物品を支持するためのバックアップパッドの製造方法を提供する。該方法は、
ａ）基材を提供するステップと、
ｂ）基材の第１の領域上に、第１の直径を有する複数の第１のループを提供するステップと、
ｃ）第１の領域と境を接して実質的に隣接する区域内にある基材の第２の領域上に、第２の直径を有する複数の第２のループを提供して、係合アセンブリを形成するステップと、
ｄ）係合アセンブリをバックアップパッドの主表面に結合するステップと、
ｅ）バックアップパッドの周囲と揃えるように係合アセンブリを加工するステップと、
を含み、ｂ）およびｃ）はどの順序でもよく、あるいは同時に提供されてもよい。
【００１０】
さらにもう１つの態様では、本開示は物体の表面を精砕する方法を提供し、該方法は、
ａ）第１の主表面と、第１の主表面に結合された係合アセンブリとを含むバックアップパッドであって、前記係合アセンブリが、複数の第１の係合手段を含む第１の領域と、第２の係合手段を含む第２の領域とを有し、前記第１の領域が前記第２の領域を包囲し、前記第１および第２の係合手段が異なる耐久性を有するループを含むバックアップパッドを提供するステップと、
ｂ）研磨物品をバックアップパッドに取り付けるステップと、
ｃ）物体の表面と研磨物品とを接触させるステップと、
ｄ）研磨物品を相対的に移動させて、前記物体の表面を精砕するステップと、
を含む。
【００１１】
本開示は、添付図面を参照してさらに説明されるであろう。図面中、同様の構造はいくつかの図の全体にわたって同様の数字で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
バックアップパッド上のループアセンブリの破損の主な原因は、激しいサンディング用途の間の、デュアルアクション（ＤＡ）サンダーの厳しい振動と、ペイントまたはボディ充填剤を除去する抵抗性の大きいサンディング力と組み合わせであると確信される。それぞれの振動作用の結果、ループに衝撃力が加えられるので、研磨剤表面の動きに対して大きな抵抗がある場合には、それに相当して大きな衝撃力がループに伝達される。ＤＡサンダーは１分間に何百回となく振動し、従って、１分間に何百もの大きな衝撃がループに付与される。この反復的な応力は、ループの疲労破損を引き起こし得る。また、ループ材料と、研磨された基材の削り屑との間の摩擦摩耗が存在することも確信される。本出願人らは、この力が、バックアップパッドの外側領域において、およびバックアップパッドを貫通する通気孔のまわりにおいても、ループの摩耗を加速することを発見した。
【００１３】
従って、研磨物品の多数の取付けおよび取外しに耐えるように十分耐久性であり、そして高応力作業中に十分に強力な研磨物品との係合を提供するように十分強力および耐久性であるが、それでもループ材料に実質的な損傷を与えることなく研磨物品の容易な取外しを可能にする係合アセンブリを有するバックアップパッドを提供することが望ましい。
【００１４】
一般に、本開示の発明は、ディスクまたはシートなどの所望の研磨物品から突出するフックステムと着脱可能に係合するように適合された、前側表面とも呼ばれる主表面を含むバックアップパッドに関する。このようなフックステムを有する典型的な研磨物品は、米国特許第５，５０５，７４７号明細書（チェスリー（Ｃｈｅｓｌｅｙ）ら）に開示されており、これは参照によって本明細書中に援用される。このようなフックステムを有する研磨物品の例としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから、商品名「フックイットＩＩ」で市販されているものがある。研磨物品は、ワークピース表面を研磨する際に使用するために、バックアップパッドによって支持される。バックアップパッドは、ハンドパッドとして使用するように、あるいは適切な電動駆動手段と共に使用するように構成することができる。バックアップパッドには、既に説明した摩耗が加速される領域におけるより高い耐久性の領域を含む、係合手段（例えば、ループまたはその等価物などの係合部材）の多数の領域が含まれる。本明細書における使用では、耐久性は、構造体の材料のテナシティ（デニールあたりのグラム数）と材料のデニールとの積を意味する。通常、各構造体のそれぞれの耐久性が少なくとも１０パーセント異なる場合、より一般的には２０パーセントより多く異なる場合、最も一般的には４５パーセントよりも多く異なる場合、２つの構造体間で耐久性は実質的に異なる。
【００１５】
バックアップパッドの１つの例の実施形態には、ナイロン６６で製造されたループを有する第１の外側領域が含まれ、各ループは、約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の直径を有する。またパッドは、第１の領域の内側に第２の内側領域も含む。第２の領域は、約０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）の直径を有するナイロン６６で製造されたループを有する。第１の領域のループは、その直径の増大により、第２の領域のループよりも耐久性にされる。第２の領域のループは、そのより小さい直径によって、より大きい直径のループのグリップ力と比べてより大きいグリップ力または取付け力（典型的なフックの上）が与えられる。この配置は、より激しい摩耗の領域においてより高い耐久性の領域を有するバックアップパッドを提供すると共に、より高い取付け強度の領域も含む。あるいは、係合部材は、上記の多数の領域を用いて研磨剤ディスクおよびバックアップパッド上のフック上に配置されることもある。
【００１６】
図１を参照すると、本開示のバックアップパッド１０は、一般に、支持部材１２および係合アセンブリ２０を含む。支持部材１２は、主表面１４と、通常は副表面１６とを含む。主表面１４は平面で示されているが、適切な形状を有することもできる。支持部材の主表面は、例えば、研磨物品の面積あたりのワーク表面に加えられる力を増大させ、材料の除去速度の増大を生じることができる隆起部分を含有することができる。バックアップパッド面の形状は、通常、バックアップパッドにより支持される研磨物品の形状と同一であるが、これは必須要件ではない。よく知られているいくつかのバックアップパッド形状としては、正方形、三角形、矩形、楕円形、円形、五角形、六角形、八角形などが挙げられる。
【００１７】
本開示のバックアップパッドは、少なくとも２つの係合部材の領域を含み、各領域は異なる耐久性を有する。異なる耐久性の領域を有するバックアップパッドの例は、図４〜図６に示されており、以下で詳細に説明されるであろう。係合部材は、作業中により高い応力を受けるバックアップパッドの領域において、より高い耐久性を有することが好ましい。既に説明したように、係合部材の摩耗の加速は、より高い作業応力を受ける区域で発生する。本出願人らは、円形状のバックアップパッドでは、摩耗が加速される区域は、バックアップパッドの外側部分において（以下に提示される実施例において説明される）、そして通気またはほこり除去用の開口部を有する区域においても生じることを発見した。この開示を読めば、当業者は、決まりきった実験によりこのようなバックアップパッド（または研磨剤ディスク）上の摩耗の加速区域が示され、本明細書で教示される原理を適用して、摩耗の加速区域または領域を同定し、摩耗の加速区域においてより高い耐久性の係合部材の領域を有するバックアップパッドを設計できることを認識するであろう。
【００１８】
円形バックアップパッド１０の直径は、一般に、約１．２５〜１２５ｃｍ（０．５〜５０インチ）の範囲であり、より一般的には、約２．５〜７５ｃｍ（１〜３０インチ）である。非円形バックアップパッドの長さおよび／または幅は通常同じ程度であり、約１．２５〜１２５ｃｍ（０．５〜５０インチ）の範囲であり、通常は約２．５〜７５ｃｍ（１〜３０インチ）の範囲であり得る。またバックアップパッドは、研磨物品よりもわずかに小さい直径を有してもよい。例えば、研磨物品は、非常にわずかな量、通常は０．２５ｃｍ（０．１インチ）未満、より一般には０．１３ｃｍ（０．０５インチ）未満だけ、バックアップパッドの上に張り出していてもよい。支持部材の厚さは、通常、０．６〜１２．５ｃｍ（０．２５〜５．０インチ）の範囲であるが、これより大きいおよび小さい厚さも可能である。支持部材の厚さは、バックアップパッドの異なる位置で変化してもよい。
【００１９】
支持部材は、所望の研磨用途で使用するように設計することができる。例えば、木およびある金属のサンディングのためには、バックアップパッドの支持部材は、通常、連続または独立気泡の高分子発泡体（軟質独立気泡ネオプレン発泡体、連続気泡ポリエステル発泡体、ポリウレタン発泡体、網状または非網状のスラブストック（ｓｌａｂｓｔｏｃｋ）発泡体など）、ゴム、多孔質熱可塑性ポリマーなどの圧縮性の弾力性材料で製造される。典型的なポリウレタンベースの発泡体には、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）ベースの発泡体およびメチレンジ（またはビス）フェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）ベースの発泡体が含まれる。いくつかの用途では、大量のストック（ｓｔｏｃｋ）の除去または比較的高圧での研磨の場合など、局部区域で研磨力の伝達を容易にするためにより剛性の材料から支持部分を構成することが望ましい。適切な剛性材料の例としては、米国特許第５，９６２，１２０号明細書（ケイパート（Ｋｅｉｐｅｒｔ））（参照によって本明細書中に援用される）に開示されるように、鋼（ステンレス鋼および軟鋼を含む）、硬質ゴム、加硫ゴム、架橋フェノール樹脂などの熱硬化性ポリマー、セラミック、積層または加圧繊維などが挙げられる。
【００２０】
また支持部材１２は任意に表面仕上げ（図示せず）を含むことができ、これは、支持部材１２を保護すると共に、係合アセンブリ２０をバックアップパッドに固定する。前側表面仕上げは、布、不織布基材、処理布、処理不織布基材、高分子フィルムなどの材料を含むことができる。典型的な前側表面仕上げ材料としては、ナイロン被覆布、ビニル被覆不織布、ビニル被覆織物、または処理織物が挙げられる。
【００２１】
バックアップパッド１０が、それにより動くための機械に取り付けられることを目的とする場合には、バックアップパッド１０は、通常、ある種の機械的な取付け手段を副表面１６に有するであろう。例えば、ランダムな軌道の用途では、支持部材は、副表面１６と隣接してそこから直角に突出するネジ付きシャフト２２を含むことができる。ネジ付きシャフト２２は、機械のアウトプットシャフトと係合させることができ、バックアップパッド１０はそれにより機械に固定される。ネジ切りのないシャフト、ネジ付きナット、ネジ付きワッシャ、接着剤、または磁石を含むが、これらに限定されないその他の取付け手段も可能である。また、図１に示されるように、バッキングプレート２８が設けられてもよく、副表面１６上を覆って、バックアップパッド１０に追加の剛性を提供することができる。このような実施形態では、シャフト２２は、支持板２８にリベット留めされたリテーナ２６によりバックアップパッド１０に保持されたヘッド２４を有する。あるいは、バッキングプレート２４は支持部材に組み込まれて、更なる剛性を提供してもよい。
【００２２】
バックアップパッドが手で使用することを目的とする場合には、支持部材は、装置の取り扱いを容易にするハンドルを含むことができる。ハンドルは、通常、先行する段落で記載される取付け手段の代わりに提供されるが、その代わりに、取付け手段に固定されることもあり得る。その他の適切なハンドル構造は、所望されるとおりに提供することができ、当業者の知識または技術の範囲内である。
【００２３】
バックアップパッドは、１つまたは複数の孔、開口部、または通路を含むこともでき、それを通して、ほこり、破片、または研磨流体（水または油など）を研磨表面から除去することができる。図１に示される通路１８は、通常、発生したほこりおよび破片を研磨表面から除去する真空源に接続される。対になる研磨物品は、通常、本開示のバックアップパッドの通路と一致するサイズおよびパターンの孔を含む。米国特許第４，１８４，２９１号明細書（マートン（Ｍａｒｔｏｎ））および同第４，２８７，６８５号明細書（マートン）（これらの内容は、参照によって本明細書中に援用される）は、さらに、このようなほこりの除去通路および孔について記載している。通路は、その上にまたは代わりに、水または他の潤滑剤もしくは粉砕助剤の提供または除去のために設けられてもよい。
【００２４】
本開示のバックアップパッドは、主表面１４に隣接する係合アセンブリ２０も含むことができる。係合アセンブリ２０は、以下にさらに説明されるように、研磨物品の着脱可能な取付けを容易にする。係合アセンブリ２０は、主表面１４に直接隣接しても、主表面１４と一体化されてもよいし、あるいは任意の前側表面仕上げまたは主表面１４に結合された他の中間層に結合されてもよい。係合アセンブリ２０は、多くの異なる形態のうちの１つを取ることができるが、各実施形態は、係合表面が複数のフックステムまたはその等価物との着脱可能な係合に適合されるという共通の特徴を共有する。本明細書における使用では、フックステムは、１）ステムが取り付けられる表面から離間された自由端部と、２）フックステムが係合表面の特徴を着脱可能に引掛けることを可能にする構造とを有するステムを意味する。上記の米国特許第５，５０５，７４７号明細書（チェスリーら）に記載されるように、フックステムが係合表面を着脱可能に引掛けることを可能にする２つの例の構造は、各ステムに隣接するヘッド、または約９０度よりも小さい遠位端の開先角度（ｉｎｃｌｕｄｅｄ  ｄｉｓｔａｌ  ｅｎｄ  ａｎｇｌｅ）を有するステムである。全てのフックステムが係合表面と係合しなければならないわけではないが、使用中に研磨物品がバックアップパッドに対して著しく移動するのを防止すると同時に、研磨物品が容易にバックアップパッドに取り付けられ、そしてバックアップパッドから取り外されるのを可能にするために十分な数のフックステムが係合されるべきであることに注意すべきである。
【００２５】
複数のフックステムとの着脱可能な係合に適合された係合アセンブリ２０の１つの例の実施形態が図２に示される。係合アセンブリ２０は、基材３０を含む。基材３０は、ストランド３６ａおよび３６ｂがステッチされて、基材３０の第１の表面３２から延在する複数のループ３８ａおよび３８ｂを形成することができる適切な基材でよい。第１の領域３９ａおよび第２の領域３９ｂは、それぞれ、ループ３８ａおよび３８ｂによって画定される。ストランド３６ａおよび３６ｂは耐久性が異なり、より一般的には、ストランド３６ａは、ストランド３６ｂよりも大きい直径を有する。基材３０は、ループ３８ａおよび３８ｂを形成する際に針が基材を貫通できるように選択されるべきであり、以下にさらに詳細に説明されるように、ループの適切な支持を提供すると共に、接着剤層４０との適切な結合を提供し、そしてループ３８ａおよび３８ｂを形成する際の針によるピッキングおよびスナッギングを回避する。適切な基材の選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。基材３０のための典型的な材料としては、ポリエステルなどの織物、フォートレルポリエステルギャバジン、６５／３５ポリエステル／綿ブレンドポプリン、リップストップナイロン、綿キャンバス、ポリエステルダブルニット、５０／５０綿／ポリエステルブレンド、綿ツイル、あるいは綿またはレーヨンなどのセルロース系織物が挙げられる。ループ３８ａおよび３８ｂは、研磨物品の背面のフックステムと着脱可能に係合して、研磨物品をバックアップパッド１０に取り付けるように構成される。
【００２６】
１つの例の実施形態では、係合アセンブリ２０は、接着剤４０によって支持部材１２の主表面１４に固定される。例えば、積層接着剤を使用して、ループ布地を支持部材に固定することができる。適切な積層接着剤の例としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール系接着剤、尿素−ホルムアルデヒド系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリレート系接着剤などがある。適切なバックアップパッドの１つの実施形態は、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから商品名「スティキット」商標のバックアップパッド、品番０５５７６で入手することができ、これに係合アセンブリ２０を、例えばポリアクリレート系の感圧接着剤を用いて積層することができる。もう１つの例の実施形態では、支持部材１２は、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから商品名「フックイットＩＩ」のバックアップパッド、品番０５２７６で入手することができるバックアップパッドの製造で用いられるのと同様の方法で係合アセンブリ２０のまわりに形成されて、係合アセンブリ２０に結合される。例えば、ポリウレタン材料は、係合アセンブリ２０の背面に直接発泡させることができる。支持部材１２が係合アセンブリ２０に直接発泡される場合には、係合アセンブリの背面は、ポリウレタン発泡体などの発泡体が係合アセンブリのループ側に滲出するのを防止するように選択または処理されるべきである。このような選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。通常、ループ３８ａおよび３８ｂなどの係合部材の上およびまわりに発泡体材料を有するのを回避することが所望される。発泡体の滲出を少なくするための１つの方法は、係合アセンブリの裏面にコーティングを塗布して、シールを形成することである。コーティングは、例えば、熱可塑性または熱硬化性の高分子材料であり得る。このシーラント層は、以下に説明されるように、ループ３８ａおよび３８ｂを固着させる接着剤４０の可能性もあるし、あるいは接着剤層４０の上部に設けられた更なるコーティングでもあり得る。
【００２７】
係合アセンブリ２０に所望される特性は、耐久性であり、良好な保持力を示し、そして研磨物品の簡単な取付けおよび取外しを可能にすることである。バックアップパッドは、その寿命の間に何百または何千もの研磨物品に取り付けられ、そして取り外され得るので、耐久性は望ましいパラメータである。研磨物品は通常使い捨てであり、これは研磨物品が通常１回または数回使用された後に廃棄されることを意味するので、バックアップパッドの耐久性は、記載される一例の実施形態では、研磨物品の耐久性よりも重要である。従って、バックアップパッド１０、および特に係合アセンブリ２０は、１０００回以上の高負荷のサンディング使用（それぞれの使用は、研磨物品の取付け、ある期間の高負荷のサンディングの実施、および新しい研磨物品を取り付けるための研磨物品の取外しを含む）に耐えるように十分に耐久性であることが望ましい。バックアップパッド、および特に係合アセンブリは、研磨物品が少量の力で取外し可能であるようにすべきであるが、使用中は研磨物品に対する動きに抵抗しなければならない。説明される結果を達成するためのパラメータの選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。
【００２８】
ループ３８ａおよび３８ｂの高さ（すなわち、ループの基部からループの頂部までのおよその平均距離）は、一般に、約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）〜０．６２５ｃｍ（０．２５インチ）の範囲であり、一般的には０．０６３ｃｍ（０．０２５インチ）〜０．４５ｃｍ（０．１７５インチ）の範囲であり、より一般的には０．１２５ｃｍ（０．０５インチ）〜０．３２５ｃｍ（０．１５インチ）の間である。ループの高さが大きすぎると、研磨物品が使用中に解放されて再度取り付けられることが可能になり、これによって、研磨物品は使用中に「移動する」および「動く」ことができるようになる。これは、研磨物品の研磨性能および寿命を低下させ得る。さらに、ループが高すぎる場合には、クッションまたは緩衝材として作用して、研磨物品が、係合アセンブリ２０により係合されたまま、作業中にバックアップパッドに対して移動できるようにする。これは、研磨作用を弱めることによって、研磨性能を低下させ得る。ループ高さが低すぎると、フックステムおよびループ布地の十分な取付けができないかもしれない。ループ寸法の選択は、提供されるフックステムの形状およびタイプ、ならびに所望される係合特性に依存し、本開示の範囲内のままでありながら、記載したばかりの寸法よりも大きいまたは小さいこともある。このような選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。
【００２９】
また、ループ密度は、適切な性能特性を提供するように選択することができる。例えば、ループの密度は、フックの密度と同じでも異なっていてもよい。ループ密度は、通常、約３０〜４０００ループ／ｃｍ２（約１９４〜２５，０００ループ／インチ２）の範囲であり、一般的には４０〜３０００ループ／ｃｍ２（約２５８〜１９，３５５ループ／インチ２）の間であり、より一般的には５０〜１５０ループ／ｃｍ２（約３２３〜９６８ループ／インチ２）の間である。ループ密度が高すぎると、ループ布地のコストがひどく高くなり、一方または他方の部品に悪影響を与えることなくバックアップパッドから研磨物品を取り外すことは困難であり得る。ループ密度が著しく高すぎると、研磨物品上のフックがループを十分に貫通して適切に係合することは困難であろう。ループ密度が低すぎると、剥離およびせん断強度が低すぎて、不十分な取付け力のために性能を低下させ得る。ループ密度の選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。
【００３０】
基材３０にループ３８ａおよび３８ｂを形成する１つの方法は、米国特許第５，６９２，９４９号明細書（シェフィールド（Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ）ら）に記載されており、参照によって本明細書中に援用される。一般に、ループ３８ａおよび３８ｂの形成は、適切な針などを用いて基材３０を繰返し穿孔し、連続するストランド３６ａおよび３６ｂの一部を基材３０に通し、それにより複数のループを形成することによって行われる。各ループの向きは、各ループ内のストランドにより形成される面で画定される。このようなループは、通常、「シェニールステッチ」マシンとして一般に知られるタイプの市販のステッチングマシンで形成することができる。
【００３１】
市販のシェニールステッチマシンでは、基材３０は、各ステッチの後、どの方向にも動かすことができる。従って、ループ３８ａおよび３８ｂは、任意の方向の向きを有するようにすることができる。これによって、ループの向きを厳密に制御し、ループ３８ａおよび３８ｂが互いに対して所望されるだけ異なる方向に向けられた係合アセンブリ２０をステッチすることができるようになる。フックアンドループ留め具で使用される従来のループ材料では、ステッチパターンは通常一方向性であることが観察されている。しかしながら、従来のマルチフィラメントストランドでは、ループの形成時に生じる曲がりによって、ループは最初のステッチの向きから少しよじれるようになり、ストランドの個々のフィラメントはマルチフィラメントストランド自体のボディから少し解けて離れるようになる。露出した個々のループの向きは実質的に様々であり、制御されない、あるいは予め定められない。剥離または解放方向に実質的に依存しない係合強度を有するループ材料を提供することが望ましい。これは、バックアップパッド１０がロータリーサンダー、ＤＡサンダー、オービタルサンダー、振動式サンダーなどと共に使用される場合に、特に望ましい。シェニールマシンを有利に使用して、剥離強度または係合強度の方向性を低減または排除するループパターンを形成することができる。これは、一方向性のループパターンを形成するのではなく、代わりに所望の多方向性のステッチループパターンを形成することによって達成される。
【００３２】
市販のコンピュータ制御されたシェニールステッチングマシンでは、充填すべき基材の区域がデジタル化され、次に様々なパターンでその区域が充填され得る。通常ソフトウェアに組み込まれるいくつかの充填関数がある。コンピュータ制御されたシェニールマシンで区域を充填するための一般的な実施は、直線のステッチングで充填することである。この結果、非常に均一なループ配列がもたらされる。このようなパターンは、例えば、コロラド州デンバー（Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯ）のメルコ・エンブロイダリー・システムズ（Ｍｅｌｃｏ  Ｅｍｂｒｏｉｄｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）から入手可能なコンピュータ制御のメルコ（Ｍｅｌｃｏ）シングルヘッドシェニールステッチングマシン、モデル番号「ＣＨ１」、または日本の名古屋市東区（Ｈｉｇａｓｈｉ−ｋｕ，Ｈａｇｏｙａ，Ｊａｐａｎ）のタジマ工業株式会社（Ｔａｊｉｍａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｌｔｄ．）から入手可能なモデル番号「ＴＭＣＥ−６１２」などの多ヘッドシェニールステッチングマシンを用いて製造することができる。これらの市販のマシンの両方において、基材３０は、固定されたソーイングヘッドの下でＸ−Ｙ搬送機構によって移動されるフレーム内に取り付けられる。搬送機構の動きはコンピュータ制御される。プログラムされた高さ設定を有する上記のコンピュータ制御マシンでは、ループの高さを調整することができる。ステッチの長さおよび隣接するループライン間の間隔もプログラム調整することができる。これらの２つのパラメータはループ密度を決定する。ループの高さおよび密度は、バックアップパッド１０に取り付けられるべき研磨物品上の特定のフックに所望の係合特性を提供するように選択することができる。
【００３３】
上記のシェニールステッチ方法は、各ループを固着させない。従って、ループは互いに接続されるが、定位置に束縛または固着されない。例えば、１つのループ３８ａが基材３０から引き上げられると、隣接のループからストランド３６ａが引っ張られる。そのため、全てのループを定位置に固着させることが必要である。これは、通常、ループ３８ａおよび３８ｂの形成後に、基材３０の第２の表面３４に接着剤層４０を加えることによって行なわれる。このような配置は、図３に示される。接着剤は、以下の基準を満たすように選択すべきである。ステッチを固着させ、サンダーの作動中、およびバックアップパッド１０から研磨物品を取り外す間に、ループ３８ａおよび３８ｂが引き出されるのを防止するために、接着剤は十分に強力な結合を提供すべきである。接着剤は、製造工程中およびサンディング作業中に発生する熱によって悪影響を受けないように、十分に耐熱性でなければならない。係合アセンブリ２０が支持部材１２内に発泡されるバックアップパッドでは、接着剤は、支持部材内での発泡およびその硬化中に発生する熱によって悪影響を受けてはならず、接着剤または支持部材に悪影響を与えるような形で支持部材１２の材料と反応したり、支持部材１２の材料によって劣化されたりしてはならない。バックアップパッドの支持部材１２の製造時に係合アセンブリが内部で発泡される場合、十分な接着剤を単一の層４０または多数の層４０のいずれかで施して、ステッチされた基材３０の多孔性を密封し、それにより、内部発泡工程中に発泡された材料の滲出を最小限にするか、あるいは排除するのが一般的である。適切なタイプの接着剤としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、フェノール系接着剤、尿素−ホルムアルデヒド系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリレート系接着剤などがあるが、これらに限定されない。このような接着剤の特定の例としては、オハイオ州クリーブランドのノベオン社（Ｎｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）から商品名「ハイカー（ＨＹＣＡＲ）」で入手可能なラテックスアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）およびラテックスベースのアクリル系接着剤と、テキサス州ヒューストンのハンツマン・パフォーマンス・ケミカルズ（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な「ジェファミン（ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ）Ｔ４０３」と共にテキサス州ヒューストンのレゾリューション・パフォーマンス・プロダクツ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な「エピレッツ（ＥＰＩ−ＲＥＺ）ＷＤ５１０」などの２成分エポキシと、ダウ・ケミカル・カンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な「イソネート（ＩＳＯＮＡＴＥ）１４３Ｌ」、コネチカット州ミドルベリーのクロンプトン社（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ  Ｃｏｒｐ．，Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）から入手可能な「リボンフロー（ＲＩＢＢＯＮ  ＦＬＯＷ）」ウレタンエラストマーと共にペンシルベニア州アレンタウン（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐａ）のエア・プロダクツ・アンド・ケミンカル・コーポ��ーション（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能な「バーサリンク（ＶＥＲＳＡＬＩＮＫ）Ｐ−１０００」などの２成分反応性ポリウレタン系接着剤と、マサチューセッツ州シャーリーのベミス・アソシエーツ社（Ｂｅｍｉｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｈｉｒｌｅｙ，ＭＡ）から商品名「べミス（ＢＥＭＩＳ）４２２０」で入手可能なポリアミド系ホットメルト接着剤シートと、が挙げられる。また、例えばオハイオ州シンシナティのスノウ・フィルトレーション社（Ｓｎｏｗ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｃｏ．，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）からの「スノウェブ（ＳＮＯＷＥＢ）１２５」など、任意のコーティング、フィルム、または固く織られたまたは不織布の表面仕上げ（図示せず）を接着剤層４０の露出表面に提供して、基材３０をさらに密封し、内部発泡工程中に接着剤を保護および隔離することも可能である。
【００３４】
既に説明したように、係合部材は、作業応力のより高い区域に位置する場合に、より高い耐久性を有するのが好ましい。以下に説明される図４〜６は、本開示の教示の用途を説明する。一般に、より高い耐久性の係合部材は、作業応力からの摩耗が激しいまたは加速される区域に配置される。
【００３５】
図４は、本開示に従う二重領域係合アセンブリの一例の実施形態を示す。バックアップパッド５０は、第１の係合手段５３（ループまたはその等価物）を有する実質的に円形の第１の領域５２と、第２の係合手段５５（ループまたはその等価物）を有する実質的に円形の第２の領域５４とを含む。バックアップパッド５０は、任意で、ほこりの取り出しを助けるために通気孔５６を有してもよい。
【００３６】
第１の領域５２および第２の領域５４は実質的に同心円でよく（図４に示されるように）、第１の領域５２は第２の領域５４を包囲する。もう１つの実施形態では、第１の領域は、第２の領域と実質的に隣接する複数のアーチ形領域を含み、斜めの円弧がバックアップパッドの通気孔を包囲する。さらにもう１つの実施形態では、アーチ形部分または領域は、第１の領域の周囲に沿って相互接続され得る。さらに、第１の領域と第２の領域の間に、通常は１／１６インチ（１．６ｍｍ）までの間隙を有することも許容され得る。
【００３７】
第１の係合手段５３および第２の係合手段５５は、耐久性が異なる。第１の領域５２は、第２の領域５４と実質的に隣接してこれを包囲し、実質的にバックアップパッド５０の周囲と完全に重なり合う。第１の領域５２は、第２の領域５４よりも高い耐久性の領域である。より高い耐久性の領域は、より低い耐久性の領域よりも耐久性であり、第１の領域５２におけるより速いループの摩耗を引き起こす力に対してより良く耐える。耐久性の増大は、様々な方法によって達成することができる。第１の領域５２および第２の領域５４の係合手段が同一材料から作られる場合、各ループ５２（第１の領域）の直径を増大させると、第１の領域５２の耐久性が増大される。例えば、ナイロン６６で製造されるループを用いる場合、第１の領域のループは、直径０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の繊維から製造され、第２の領域のループは、直径０．００４インチ（０．１０１ｍｍ）の繊維から製造され、その結果、第１の領域５２は約１３６１グラムのループ耐久性を有し、第２の領域は約６１３グラムのループ耐久性を有する。第１の領域または第２の領域のいずれかにおいて同一材料（ナイロン６６）の０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）の直径を有するループが代用される場合、ループの耐久性は、９５９グラムであろう。あるいは、ループ繊維の直径が第１の領域および第２の領域の両方において同じであれば、第１の領域のループの耐久性は、より強力な材料から製造することができる。例えば、両方の領域のループが約０．００４インチ（０．１０１ｍｍ）であれば、第１の領域は、「ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）」商標のアラミド繊維（デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能）で製造されたループを有し、第２の領域は、ナイロン６６で製造されたループを有し、その結果、第１の領域５２は、２４１６グラムのループ耐久性を有し、第２の領域は、６１３グラムのループ耐久性を有するであろう。
【００３８】
図５は、本開示に従うバックアップパッドのもう１つの例の実施形態の平面図を示す。バックアップパッド６０は、通気孔６６を包囲する第１の係合手段６３を有する複数のアーチ形の第１の領域６２を含む。第２の係合手段６５を有する第２の領域６４は、アーチ形の第１の領域６２と実質的に隣接する。先行する段落で記載されるように第１および第２の係合手段が同一材料である場合には、通常は、第１の係合手段が第２の係合手段よりもより大きい直径を有することによって、第１の係合手段６３および第２の係合手段６５は耐久性が異なる。
【００３９】
図６は、本開示に従うさらにもう１つの例の実施形態の平面図を示す。バックアップパッド７０は、通気孔７６を包囲する第１の係合手段７３を有する複数の相互接続されたアーチ形の第１の領域７２を含む。第２の係合手段７５を有する第２の領域７４は、相互接続されたアーチ形の第１の領域７２と実質的に隣接し、これによって包囲される。第１の係合手段７３および第２の係合手段７５は、耐久性が異なる。図６に示される実施形態は、より高い耐久性の区域を結合させて、図４〜５に示されるように、より高い耐久性の係合部材を、より高い作業応力の領域に配置する。
【００４０】
本開示のバックアップパッドは、通常、その一方の表面から突出し本開示の係合アセンブリによって係合され得るフックを有する研磨物品と共に使用される。図７に示される研磨物品８０は、円形、楕円形、多角形（矩形、正方形、星型など）、または多葉形（デイジーなど）を含むがこれらに限定されない所望されるどんな形状でも有し得る。研磨物品８０は、作業表面８２と、フックステム９０を有する裏側表面８４とを含む。典型的な研磨物品としては、上記の米国特許第５，５０５，７４７号明細書（チェスリー）に開示されるものがある。
【００４１】
本明細書に記載される係合アセンブリの様々な実施形態は、図７に示される概略形状のフックを有する研磨物品との使用に十分に適する。図示される実施形態では、フック９０は、通常ディスク形態のヘッド９４、あるいは凹状または凸状のマッシュルームヘッドを有する円筒形のステム９２を含む。ヘッド９４は、ステム９２の上に張り出す。フック９０は、以下の寸法を有し得る。フック全長（ｈ）が０．５１〜０．６６ｍｍ（０．０２０〜０．０２６インチ）であり、ヘッド厚さ（ｔ）が０．０７５〜０．１０ｍｍ（０．００３〜０．００４インチ）であり、ステム直径（ｄ）が０．３８〜０．６４ｍｍ（０．０１５〜０．０２５インチ）であり、ヘッドは、約０．０７５〜０．１５ｍｍ（０．００３〜０．００６インチ）だけ（ｏ）でステム上に張り出す。図４、５および６に関して説明され、以下の寸法を有する係合アセンブリは、特に、このようなフック９０との使用に十分に適する。典型的なループの高さが１．８〜３．０ｍｍ（０．０７０〜０．１１８インチ）であり、典型的なステッチ密度が約５５〜８５ループ／ｃｍ２（３５０〜５５０ループ／インチ２）、より一般的には約７０ループ／ｃｍ２（４５０ループ／インチ２）である。しかしながら、本開示の範囲内でその他のループステッチパターンおよび寸法が選択され、図示された以外の特定のフック形状および寸法、ならびに所望される特定の係合特性のために変化されてもよいことは理解されるべきである。
【００４２】
もう一度図１を参照すると、係合アセンブリ２０の耐久性のために、ストランド３６ｃとして示されるストランド３６ａおよび３６ｂは、研磨物品上の対象とされるフックに十分なトルクを付与できるように選択される強度および直径を有するのが一般的であり、ループ３８ａおよび３８ｂがストランドを破損することなくフック９０から滑り落ちることを可能にする。バックアップパッドの係合アセンブリ２０が高負荷のサンディング作業中に研磨物品との確実な係合を提供するために、ストランド３６ａおよび３６ｂの直径は、ループが滑り落ちることができるのに十分なトルクがサンディング中の力によって付与されないように選択すべきである。また、ストランド３６ａおよび３６ｂは、サンディング作業中に付与される反復的な応力に耐えるのに十分な強度を有するべきである。このような選択は、当業者の技術および知識の範囲内である。
【００４３】
係合アセンブリ２０が上記の構成および寸法を有するフック９０と共に使用されるために、１８０デニールのナイロン６６、直径０．１５２ｍｍ（０．００６インチ）のモノフィラメントストランド３６ａ、および８０デニールのナイロン６６、直径０．１０２ｍｍ（０．００４インチ）のストランド３６ｂを使用するのが有利であることがわかったが、本開示はそれによって制限されない。このようなストランドは、作業中に十分な係合強度を提供するのに十分小さい直径を有しながら、高負荷のＤＡサンディングにより付与される多数の大きい衝撃力に耐えることが分かった。またこのようなストランドは、十分なトルクをフック９０に付与することもでき、ループ３８ａおよび３８ｂがストランドを破損することなく滑り落ちることができるようにする。
【００４４】
モノフィラメントまたはマルチフィラメントストランド３６を製造する材料は、所望されるとおりに選択され、ポリアミド（ナイロンなど）、ポリオレフィン、ポリウレタン、アラミド、ポリエステル、セルロース系材料のような熱可塑性および熱硬化性材料などの有機材料、もしくは金属（アルミニウムまたは鋼を含む）またはセラミック（ガラスおよびファイバーガラスを含む）などの無機材料を含むことができる。ストランドは、異なる材料の組み合わせでもよい。ストランドは、直線状でも、曲線状でも、撚りがかけられていてもよく、帯電防止コーティングまたはシリコーンなどのある種の表面処理を含んでいてもよい。表面コーティングは、ステッチング工程を助けるように選択することができる。典型的なモノフィラメントストランドには、サウスカロライナ州コロンビアのシェークスピア・モノフィラメント・スペシャルティ・ポリマーズ社（Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ  Ｍｏｎｏｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｃｏ．，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｓ．Ｃ．）から市販されている「シェークスピア（ＳＨＡＫＥＳＰＥＡＲＥ）ＳＮ−３８ＴＥＸ＃８」（８０デニール）および「シェークスピアＳＮ−３８ＴＥＸ＃１８」（１８０デニール）を含むナイロンモノフィラメントが含まれるが、これらに限定されない。
【００４５】
本開示の作用は、以下の詳細な実施例に関してさらに説明されるであろう。これらの実施例は、様々な特定の例の実施形態および技術をさらに説明するために提供される。しかしながら、本開示の範囲内にありながら多くの変更および修正が成され得ることは理解されるべきである。
【実施例】
【００４６】
試験方法
以下の試験方法によって、バックアップパッドの短期間および長期間の耐久性を決定した。以下に記載される３モード試験は、短期間の高応力サンディング条件下での係合アセンブリの耐久性を示す。加速摩耗試験は、係合アセンブリの寿命、すなわちサンディングサイクルならびに研磨剤ディスクの取外しおよび取付けの回数を示す。自由回転試験は、係合アセンブリと研磨物品の間の取付け強度を示す。加速摩耗試験は、ループ材料の摩擦抵抗を示す方法である。
【００４７】
自由回転試験
ステップ１）
３Ｍカンパニーから商品名「フックイットＩＩ」で市販されている研磨剤ディスクを、オペレータの手で２回しっかりたたいてバックアップパッドに取り付けた。次に、イリノイ州ロックフォードのナショナル・デトロイト社（Ｎａｔｉｏｎａｌ−Ｄｅｔｒｏｉｔ  Ｉｎｃ．，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）から商品名「ＤＡＱ」で入手可能なデュアルアクション空気式サンダーに、バックアップパッドを取り付けた。
【００４８】
ステップ２）
空気圧式デュアルアクションサンダーによって、水平に下方に向けて、研磨剤ディスクを３０秒間回転させた。ツールの動的空気圧（バックアップパッドが自由に回転することが許される空気圧）は、約４１３．７ｋＰａ（６０ポンド／平方インチ）であった。次に、サンダーのスイッチを切った。
【００４９】
ステップ３）
ディスクが係合アセンブリから外れた程度を以下の尺度に従って等級付けした。
５  −  ディスクは１００％取り付けられたままであり、移動しなかった。
３  −  １００％未満のディスクが付いているか、あるいはわずかに移動した。
１  −  ディスクがバックアップパッドから外れた。
【００５０】
３モード試験手順
ステップ１）
自由回転試験のステップ１のように、オペレータの手で２回しっかりたたいて研磨剤ディスクをバックアップパッドに取り付けた。次に、研磨剤ディスクをバックアップパッドから取り外し、再度オペレータの手で２回しっかりたたいてバックアップパッド上に再度配置した。配置、取外し、および再配置ステップは、研磨剤ディスクの反復的な使用をシミュレートし、そして誤って位置決めされたディスクの再位置決めをシミュレートすることを目的とする。
【００５１】
ステップ２）
空気圧式デュアルアクションサンダーによって研磨剤ディスクを回転させ、ツールの動的空気圧（バックアップパッドが自由に回転することが許される空気圧）は、約４１３．７ｋＰａ（６０ポンド／平方インチ）であった。パネルと研磨剤ディスク面の角度が約３〜５度において、約１１０ニュートン（２５ポンド）の力で、回転する研磨剤ディスクの研磨剤面を平らな１４ゲージの鋼パネルと接触させた。サンディング作用は、１回の掃引あたり約１秒で、左右に５回、次にオペレータに近づいたり離れたりする方向に５回であった。
【００５２】
ステップ３）
以下の尺度に従って、初期の「グラブ（ｇｒａｂ）」量を記録した。
【００５３】
ステップ４）
研磨剤ディスクをデュアルアクション空気式サンダーのバックアップパッドから取外し、次に、ステップ１を繰り返した。
【００５４】
ステップ５）
ステップ２を繰返し、パネルと研磨剤ディスク面との角度は、１０〜１５度に調整した。
【００５５】
ステップ６）
ステップ４を繰り返した。
【００５６】
ステップ７）
ステップ２を繰返し、パネルと研磨剤ディスク面との角度は、３０〜３５度に調整した。
【００５７】
ステップ８）
最終「グラブ」量および「３モード」の等級を記録した。
【００５８】
「グラブ」は、ディスクをバックアップパッドから取り外すのに必要とされる力の主観的な尺度である。以下の基準に従って、初期および最終グラブの等級を与えた。
５  −  過剰。
４  −  重い。
３  −  目標。
２  −  低い。
１  −  非常に低い。
【００５９】
「３モード」は、フックアンドループの取付けシステムの完全性の主観的な尺度であり、以下の基準に従って等級付けされる。
５  −  優れている、顕著なパッカリング（バックアップパッドからのディスクの分離）またはしわ（ディスクの折り目）はない。研磨剤ディスクは試験中しっかりとバックアップパッドに取り付けられたままであった。
４  −  研磨剤ディスクのわずかなしわ、ディスクの中央またはエッジのいずれかがバックアップパッドから著しく分離する。
３  −  顕著なパッカリング（ディスクの２５％までがバックアップパッドから分離）またはしわ（１つまたは２つの折り目、ディスクの直径の２５％未満の長さ）。
２  −  研磨剤ディスクの深刻なしわおよびパッカリング、ディスクの５０％未満がバックアップパッドと接着。
１  −  許容不可、試験中に研磨剤ディスクがバックアップパッドから外れた。
【００６０】
加速摩耗試験
ステップ１）
バックアップパッドの状態を視覚的に検査し、次に、テキサス州アービングのＦＣＤコーポレーション（ＦＣＤ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｉｒｖｉｎｇ，Ｔｅｘａｓ）から商品名「ＦＣＤ  ＭＯＤＥＬ２１０５−２１−０２０」で入手可能なモーターに取り付けた。モーターアセンブリおよびバックアップパッドの全重量は約２０ポンドであった。
【００６１】
ステップ２）
自由回転可能なプレート上に１０±１度の角度でバックアップパッドを位置決めした。
【００６２】
ステップ３）
３，５２０ｒｐｍの速度でプレートを回転させた。
【００６３】
ステップ４）
係合アセンブリの摩耗の程度を一定の間隔で監視した。
【００６４】
ステップ５）
バックアップパッドの外側の３／４インチ（１９ｍｍ）の周囲のステッチループが摩耗されたら試験を停止して、時間数を記録した。
【００６５】
比較例１
日本の名古屋市のタジマ工業株式会社から入手可能な多ヘッドシェニールステッチングマシン、モデル番号「ＴＭＣＥ−６１２」を用いて、サウスカロライナ州コロンビアのシェークスピア・モノフィラメント・スペシャルティ・ポリマーズ社から商品名「シェークスピアＳＮ−３８スモークカラーＴＥＸ＃８」で市販されている０．００４インチ（８０デニール）のナイロン６６ヤーンを、サウスカロライナ州スパーテンバーグのミリケン＆カンパニー（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｐａｒｔｅｎｂｕｒｇ，ＳＣ）から商品名「ＰＦＣ  ＬＹＯＣＥＬ  ＪＥＡＮＳ」で市販されている２．０８ヤード２／ポンド（３．８３メートル２／キログラム）のレーヨン織物にループステッチすることによって、係合アセンブリを製造した。表側のループ密度は４５０ループ／インチ２（７０ループ／ｃｍ２）であり、ループ高さは２．４±０．４ｍｍであった。
【００６６】
次に、マサチューセッツ州シャーリーのベミス・アソシエーツ社から商品名「ベミス４２２０」で入手可能な、厚さ０．００５／０．００７／０．００５インチ（０．１２７／０．１７７／０．１２７ｍｍ）の３つのポリアミド系ホットメルト接着剤シートを、３７０°Ｆ（１８７．８℃）および１００ｐｓｉ（６８９．６ｋＰａ）で５０秒間織物の背面にヒートシールすることによって、ステッチループを所定位置に固着させた。次に、オハイオ州シンシナティのスノウ・フィルトレーション社から商品名「スノウェブ１２５」で入手可能であり、１．２５オンス／ヤード２（４２．４グラム／メートル２）の重量を有する５０／５０セルロース／ポリエステルブレンド不織布ウェブで、ホットメルト接着剤シートを被覆し、３７０°Ｆ（１８７．８℃）および８０ｐｓｉ（５５１．６ｋＰａ）で２５秒間ヒートシールした。
【００６７】
次に、係合アセンブリをポリウレタン支持体上にモールドし、インディアナ州ラファイエットのペリー・ケミカル＆マニュファクチャリング・カンパニ（Ｐｅｒｒｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＆  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌａｆａｙｅｔｔｅ，ＩＮ）により６インチ（１５．２ｃｍ）直径のバックアップパッドに加工した。
【００６８】
実施例１〜４
シェークスピア・モノフィラメント・スペシャルティ・ポリマーズ社から商品名「シェークスピアＳＮ−３８スモークカラーＴＥＸ＃１４」および「シェークスピアＳＮ−３８スモークカラーＴＥＸ＃１８」で市販されている０．００５インチ（１３０デニール）または０．００６インチ（１８０デニール）のいずれかのナイロン６６モノフィラメントヤーンを用いて、表１に従うループ密度において、比較サンプル１の製造について記載したのと同じ手順に従ってバックアップパッドを製造した。
【００６９】
【表１】
2007518578.tif 000003
【００７０】
実施例１〜４および比較例１を自由回転、３モードおよび加速摩耗試験によって評価した。表２に記載される結果は、４つのパッド、パッドあたり３つの研磨剤ディスクの試験の平均等級を表す。
【００７１】
【表２】
2007518578.tif 000004
【００７２】
実施例３
異なる耐久性ループの第１および第２の領域を有するバックアップパッドを次のように製造した。比較例１に記載されるような係合アセンブリ（８０デニール／７０ループ／ｃｍ２）を５インチ（１２．７ｃｍ）のディスクにダイカットし、６インチ（１５．２ｃｍ）のポリウレタン支持体の中心に結合させた。このバックアップパッドに、実施例２に記載され、内径５インチ（１２．７ｃｍ）および外径６インチ（１５．２ｃｍ）の環としてダイカットした係合アセンブリ（１８０デニール／７０ループ／ｃｍ２）を結合させた。３Ｍカンパニーから商品名「フックイットＩＩ」、品番０５２７６で市販されている実施例３および比較例の両方のバックアップパッドは、自由回転試験に従う破損がゼロであった。
【００７３】
実施例４
実施例１に従って係合アセンブリを製造し、「シェークスピアＳＮ−３８スモークカラーＴＥＸ＃８」（８０デニール）の５インチ（１２．７ｃｍ）の内側領域を７０ループ／ｃｍ２でステッチし、「シェークスピアＳＮ−３８スモークカラーＴＥＸ＃１８」（１８０デニール）の１インチ（２．５ｃｍ）の外側環をやはり７０ループ／ｃｍ２でステッチするように多ヘッドシェニールステッチングマシンをプログラムして、実質的に６インチのバックアップパッドに加工した。自由回転、３モードおよび加速摩耗について実施例４および比較例１を評価した（４つのパッド、パッドあたり３つのディスク）。結果は表３に記載される。
【００７４】
【表３】
2007518578.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本開示に従うバックアップパッドの一例の実施形態の正面図である。
【図２】図１のバックアップパッドの係合アセンブリ部分の一例の実施形態の拡大部分断面図である。
【図３】本開示に従う係合アセンブリの一例の実施形態の断面図である。
【図４】本開示に従う係合アセンブリの一例の実施形態の平面図である。
【図５】本開示に従う係合アセンブリのもう１つの例の実施形態の平面図である。
【図６】本開示に従う係合アセンブリのもう１つの例の実施形態の平面図である。
【図７】本開示の１つの態様に従う係合手段により係合されるフックを有する研磨物品の断面図である。
【図１】
2007518578.tif 000006
【図２】
2007518578.tif 000007
【図３】
2007518578.tif 000008
【図４】
2007518578.tif 000009
【図５】
2007518578.tif 000010
【図６】
2007518578.tif 000011
【図７】
2007518578.tif 000012
【国際調査報告】
2007518578.tif 000013
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