(57)【要約】  アルミナ−ジルコニア（ＡＺ）研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子から形成される研磨材層を有するコーティングされた研磨材物品は、１００パーセントＡＺ粒子から形成される研磨材層、又は６０パーセントのＡＺ粒子及び４０パーセントの酸化アルミニウム粒子のブレンドと比較するとき、優れた研削性能を有することが見出された。著しくより硬い酸化アルミニウム粒子を、更により軟らかいガラス粒子で置き換えても、依然として研磨材ディスクの同一の性能を維持することができることは、予想外の結果であった。【選択図】図１
2015525686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされた研磨材物品であって、
前記物品が、裏材とサイズコートとを含み、
前記裏材が、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子を前記裏材に付着させるメイクコートを有し、前記ＡＺ研磨材粒子及び前記ガラス希釈剤粒子が研磨材層を形成しており、
前記サイズコートが、前記ＡＺ研磨材粒子及び前記ガラス希釈剤粒子の上に塗布されており、
前記ガラス希釈剤粒子の平均サイズを前記ＡＺ研磨材粒子の平均サイズで除した両者間のサイズ比が、０．５〜２．５であり、前記研磨材層が、２５〜７５重量パーセントのＡＺ研磨材粒子及び７５〜２５重量パーセントのガラス希釈剤粒子を含む、物品。
【請求項２】
前記研磨材層が、本質的にＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子から構成される、請求項１に記載のコーティングされた研磨材。
【請求項３】
前記ガラス希釈剤粒子が、６０〜７５パーセントの二酸化ケイ素、１２〜１８パーセントの酸化ナトリウム、及び５〜１２パーセントの酸化カルシウムを含む、請求項１又は２に記載のコーティングされた研磨材物品。
【請求項４】
前記ＡＺ研磨材粒子が、ＡＮＳＩグレード１２、１６、２０、２４、３０、３６、４０、５０、６０、８０、１００、及び１２０からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコーティングされた研磨材物品。
【請求項５】
前記研磨材層が、７０〜９５パーセントの最大クローズドコート粒子重量を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコーティングされた研磨材物品。
【請求項６】
前記ガラス希釈剤粒子の平均サイズを前記ＡＺ研磨材粒子の平均サイズで除した前記両者間のサイズ比が、０．８〜１．３である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティングされた研磨材物品。
【請求項７】
前記研磨材層が、５０〜７０重量パーセントのＡＺ研磨材粒子及び５０〜３０重量パーセントのガラス希釈剤粒子を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコーティングされた研磨材物品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［背景］
１００パーセント商用アルミナ−ジルコニア（ＡＺ）研磨材粒子又はＡＺ研磨材粒子及び酸化アルミニウム研磨材粒子の混合物を有するコーティングされた研磨材物品を、米国特許第３，９９６，７０２号で考察されているように、極めて高い研削圧力を有する用途で使用することが知られている。融合ＡＺ研磨材粒子は、既知であり、かつＮｏｒＺｏｎの商標名でＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓによって市販されている。ＡＺ粒子の価値がより高価である場合、これらの研磨材粒子はある特定の用途では大変役に立つが、より安価なＡＺ研磨材粒子を使用するコーティングされた研磨材物品の必要性がある。
【０００２】
［概要］
発明者らは、酸化アルミニウム／アルミナ−ジルコニア（ＡＺ）研磨材粒子のブレンドから酸化アルミニウム粒子を全て除去し、ガラス希釈剤粒子で置き換えることができることを発見した。驚くべきことに、ガラス粒子のモース硬度は約５．５にすぎず、一方で置き換えられた酸化アルミニウム粒子のモース硬度は約９であるにも関わらず、この研磨材の研削性能は、酸化アルミニウム／ＡＺ研磨材粒子のブレンドの研削性能を超えた。このように、より硬い酸化アルミニウム研磨材粒子をより軟らかい希釈剤ガラス粒子で置き換えることによって、研削性能の低減が予想されることになる。しかしながら、このようなことは発生しなかった。この予想外の結果は、研削条件下で容易にすり減っていく間に、ガラス粒子がＡＺ研磨材粒子が立つように支持するのを補助し、ＡＺ研磨材粒子が破損するのにともなって継続的に新しいＡＺ研磨材粒子表面を露出するために生じるのではないかと考えられる。この効果は、試験手順２のようなより低い研削圧力でより顕著であると考えられる。対照的に、より硬い酸化アルミニウム粒子は、ある特定の研削条件下で、摩耗して、研削剤の平坦化を生じ、実際にはＡＺ研磨材粒子が破壊する能力を妨げると考えられる。
【０００３】
一態様では、本発明は、コーティングされた研磨材物品であって、裏材とサイズコートとを含み、裏材が、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子を裏材に付着させるメイクコートを有し、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子が研磨材層を形成しており、サイズコートが、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子の上に塗布されており、ガラス希釈剤粒子の平均サイズをＡＺ研磨材粒子の平均サイズで除した両者の間のサイズ比が、０．５〜２．５であり、研磨材層が、２５〜７５重量パーセントのＡＺ研磨材粒子並びに７５〜２５重量パーセントのガラス希釈剤粒子を含む、物品に属する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
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。
【図１】ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子を有するコーティングされた研磨材物品の断面である。
【図２】ＡＺ／酸化アルミニウム研磨材粒子の６０／４０ブレンドに対する優れた研削性能を示す、実施例の試験手順３に対する切削性能のグラフである。
【図３】ＡＺ／酸化アルミニウム研磨材粒子の６０／４０ブレンドに対する優れた研削性能を示す、実施例の試験手順４に対する切削性能のグラフである。
【０００５】
［定義］
本明細書で使用するとき、「含む」、「有する」、及び「包含する」という単語の変形形態は、法律的に同意義でありかつ制限されない。したがって、記載される要素、機能、工程、又は限定以外に、更なる記載されない要素、機能、工程、又は限定が存在しうる。
【０００６】
［詳細な説明］
コーティングされた研磨材物品は、典型的には、裏材基板と、砥粒と、砥粒を裏材に保持するように作用する結合システムとを有する。典型的なコーティングされた研磨材製品では、裏材は、まず一般的に「メイクコート」と呼ばれる接着剤の層でコーティングされ、次いで砥粒及び所望による希釈剤粒子が塗布される。次いで、結果として得られる接着剤／研磨材複合層は、一般的に「サイズコート」と呼ばれる第２の接着剤層を塗布することができるようになるまで、概して砥粒を裏材に保持するのに十分なだけ固体化する、すなわち固まる。サイズコートは、固まると、コーティングされた研磨材製品を更に強化する。所望により、固体化されたサイズコートの上に、研削助剤を含有する場合がある「スーパーサイズコート」を塗布することができる。サイズコート及び使用される場合はスーパーサイズコートが硬化すると、結果としてコーティングされた研磨材製品を形成して、シート、ロール、ベルト、及びディスクなどの様々な有用な物品とすることができる。
【０００７】
コーティングされた研磨材製品に使用される裏材基板は、典型的には、紙、高分子フィルム、布、バルカンファイバ、不織ウェブ、これらの組み合わせ、又はこれらの処理されたものから選ばれる。従来の結合システムとしては、典型的には、膠、フェノール類、エポキシ、アクリレート、メラミン、ウレタン、尿素−ホルムアルデヒド、又はこれらの混合物などの粘着質又は樹脂質の接着剤が挙げられる。コストの低減、及び硬化した樹脂の熱安定性及び硬さの改善のために、しばしば充填剤が接着剤に添加される。
【０００８】
融合酸化アルミニウム研磨材粒子及び融合ＡＺ研磨材粒子のブレンドは、融合ＡＺ研磨材粒子の一部を、コストがより低い酸化アルミニウム粒子で置き換えることによって、コーティングされた研磨材物品のコストを低減するために使用することができる。ＡＺ研磨材粒子と比較すると、酸化アルミニウム粒子は適度な価格であるが、酸化アルミニウム研磨材粒子をガラス（好ましくは２次リサイクル後のガラス）で置き換えることによって、追加的なコスト削減及び環境上の利点を達成することができる。２次リサイクル後のガラスは、極めて安価であり、かつそのコーティングされた研磨材物品での使用は、このガラスの廃棄物としての流れを埋め立てから除去し、有用な製品の形態に変換するものである。
【０００９】
ＡＺ研磨材粒子を有するコーティングされた研磨材物品への非研磨材ガラス希釈剤粒子の組み込みは、驚くべきことに、類似の１００パーセントＡＺ研磨材粒子を有するコーティングされた研磨材物品、又はＡＺ研磨材粒子及び酸化アルミニウム研磨材粒子のブレンドを有するコーティングされた研磨材物品と比較するとき、予想外の研磨性能を有するコーティングされた研磨材物品を提供する。置き換えられる酸化アルミニウムのモース硬度が約９である一方で、ガラスのモース硬度は約５．５に過ぎないので、より硬い酸化アルミニウム研磨材粒子をより軟らかい希釈剤ガラス粒子で置き換えることによる研削性能の低減が予想されることになる。しかしながら、実施例に示し、図２及び図３に図示するように、このようなことは発生しなかった。図２に示すように、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子の６２／３８重量パーセントブレンドは、ＡＺ研磨材粒子及び酸化アルミニウム粒子（ＡＯとラベルされる）の６０／４０ブレンドより良好な研削性能を有した。図３に示すように、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子の２９／７１〜６８／３２重量パーセントブレンドはすべて、ＡＺ粒子及び酸化アルミニウム粒子（ＡＯとラベルされる）の６０／４０ブレンドより良好な研削性能を有し、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子の６２／３８ブレンドは、１００パーセントＡＺ研磨材ディスクよりもより良好な研削性能を有した。
【００１０】
ここで図１を参照すると、コーティングされた研磨材物品１０が図示される。裏材１２には、ＡＺ研磨材粒子１６及び希釈剤ガラス粒子１８を裏材に固定するメイクコート１４が塗布される。次いで、サイズコート２０が、その両方の粒子上に塗布され、メイクコート及びサイズコートの両方が、完全に硬化される。上述するように、サイズコートの上に、所望によりスーパーサイズコートを塗布することができる。裏材、メイクコート樹脂、サイズコート樹脂、及び所望によるスーパーサイズコート樹脂のために好適な材料は、コーティングされた研磨材物品の当業者に既知であり、コーティングされた研磨材物品の意図する用途に基づいて容易に選択することができる。コーティングされた研磨材物品を作製するためのこれらの材料及び方法は、コーティングされた研磨材物品の当業者が入手可能な、コーティングされた研磨材物品に関する多数の特許でも広範に議論されている。
【００１１】
ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子を塗布するとき、静電塗布又はドロップコーティングなどの既知の方法によって、２つの粒子のブレンドを一緒に塗布する、又はそれぞれの粒子を別個に逐次的に塗布することができる。図１は、静電塗装で予想されるように研磨材層の粒子が立っていない、代表的なドロップコーティングを更に表す。一実施形態では、粒子を逐次的に塗布するとき、まずガラス粒子をドロップコーティングし、引き続いてＡＺ粒子を静電塗装することができる。ガラス希釈剤粒子を、オープンコートでメイク層上に最初に置くことによって、メイクコートが部分的に硬化するまで、静電塗装されるＡＺ粒子を立った配向で支持するのを助け、転倒するのを防止し、それによって研削性能及びＡＺ粒子の破壊を改善すると考えられる。代替的には、粒子は、「Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ａ  Ｃｏａｔｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅ」と題される米国特許公開番号第２０１１／０２８９８５４号に開示されるように、２層静電堆積法を介して逐次的に塗布することができる。
【００１２】
好適な融合ＡＺ研磨材粒子は、Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓ、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ  Ｓｃｈｌｅｉｆｍｉｔｔｅｌ、及びＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ  Ｍｉｌｌｓなどの様々な製造業者から入手可能である。いくつかの実施形態では、４０％共晶溶融ＡＺ材料が好ましい。いくつかの実施形態では、ＡＺ研磨材粒子グレードが、ＡＮＳＩ  １２（１８４２μｍ）、１６（１３２０μｍ）、２０（９０５μｍ）、２４（７２８μｍ）、３０（６３０μｍ）、３６（５３０μｍ）、４０（４２０μｍ）、５０（３５１μｍ）、６０（２６４μｍ）、８０（１９５μｍ）、１００（１４１μｍ）、及び１２０（１１６μｍ）であるものが好ましい。他の実施形態では、ＡＺ研磨材粒子グレードが、ＦＥＰＡ  Ｐ１２（１７４６μｍ）、Ｐ１６（１３２０μｍ）、Ｐ２０（９８４μｍ）、Ｐ２４（７２８μｍ）、Ｐ３０、（６３０μｍ）、Ｐ３６（５３０μｍ）、Ｐ４０（４２０μｍ）、Ｐ５０（３２６μｍ）、Ｐ６０（２６４μｍ）、Ｐ８０（１９５μｍ）、Ｐ１００（１５６μｍ）、及びＰ１２０（１２７μｍ）であるものが好ましい。ＡＮＳＩ又はＦＥＰＡ標準に従ってグレード分けされたＡＺ研磨材粒子は、本特許出願の目的のために、それぞれのグレードの後の括弧内に注記されるように、平均粒径に割り当てられる。括弧内に併記された平均粒径は、単なる例として、１１６μｍ〜１８４２μｍ、１１６μｍ〜１７４６μｍ、又は１９５μｍ〜６３０μｍなどのように、ＡＺ平均粒径に対する好適な範囲を選択するために使用することができ、終点として任意の２つの併記した粒径を使用して他の好適な範囲を選択することができる。ＡＺ粒子の平均サイズがより小さくなると、ガラス希釈剤粒子の添加による研削効果の改善はずっとより少なくなると考えられる。
【００１３】
ガラス希釈剤粒子は、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、９６パーセント石英ガラス、及び溶融石英ガラスなどの、一般的な工業用ガラスの種類を破砕することによって作成することができる。しばしば、ガラス希釈剤粒子は、６０〜７５パーセントの二酸化ケイ素、１２〜１８パーセントの酸化ナトリウム、及び５〜１２パーセントの酸化カルシウムからなる、窓ガラス用及び食品容器用として一般に使用されるソーダ石灰ガラスである。コスト及び環境的な観点から、ガラスは、消費者による２次リサイクルされた後の材料が望ましい一実施形態では、ガラス希釈剤粒子は、破砕された、ビール、ワイン、及びピクルスのリサイクルガラス容器であり、７２〜７４パーセントの二酸化ケイ素、１０〜１１パーセントの酸化カルシウム、１３〜１４パーセントの酸化ナトリウム、１〜２パーセントの酸化アルミニウム、並びに１パーセント以下の酸化鉄、酸化マグネシウム、及び酸化カリウムを有する。
【００１４】
研削条件下で容易にすり減っていく間に、ガラス粒子がＡＺ研磨材粒子が立つように支持するのを補助し、ＡＺ研磨材粒子が破損するのにともなって継続的に新しいＡＺ研磨材粒子表面を露出すると考えられる。このように、研削性能を最大化するためには、ガラス希釈剤の粒径は、ＡＺ研磨材粒子を強化しないのであまり小さくするべきではないだけでなく、被加工物から離れたＡＺ粒子の大部分を完全に保持しないので大きすぎるべきではない。ガラス粒子の最大寸法は、研磨材ディスク上に立つかわりに平らに寝かされる場合があるので、ガラス希釈剤の塗布方法は、粒径を選ぶうえで影響を与える可能性がある。特に、研磨材ＡＺ粒子の平均粒径に対するガラス希釈剤粒子の平均粒径の割合は、約０．５〜約２．５、又は約０．７５〜約１．７５、又は約０．８〜約１．３とするべきである。異なる研削用途では、他のサイズ比も良く機能する場合がある。一般に、ガラス希釈剤粒子の粒径分布をＡＺ研磨材粒子の粒径分布に適合させることが、最良の研削性能を提供することが予想される。しかしながら、ガラス粒子及びＡＺ粒子のブレンドを使用する静電粒子塗布法では、両者とも類似の粒径の場合に、より軽い粒子がより多い偏った塗布を避けるために、２つの粒子の密度の違いに起因して、平均サイズが異なる必要がある場合がある。
【００１５】
ガラス希釈剤粒子の平均サイズを決定するためには、ＦＥＰＡ標準４３−ＧＢ−Ｒ１９９３に従って、Ｔｙｌｅｒ篩分けに基づく質量重み付き平均粒径を使用することができる。１００グラムの破砕されたガラス粒子を、すべての材料が特定の篩のメッシュ上又はパン上に捕捉されるまで、順次より小さい篩又は網を通してスクリーニングする。個々の粒子が最後に通過した篩の開き目のサイズ、及びその粒子が上に留まる篩の開き目のサイズがわかるので、特定の篩上に留まる粒子の重量分画を、その他の篩サイズ上に留まる粒子に対する重量分画で平均化して、当初の出発原料の質量（１００グラム）によって重み付けされた、それぞれの篩上に留まる粒子の平均粒径を得ることができる。特定の篩上に留まる粒子の平均ガラス粒径は、指定される一連の篩のうち、次により大きい篩の開き目とガラス粒子が留まる篩の開き目との平均値として計算される。公称Ｐ３６グレードについては、１０００マイクロメートルの篩上に留まる粒子は、１１８０マイクロメートル篩と１０００マイクロメートル篩との平均、すなわち１０９０マイクロメートルに対応する平均粒径が割り当てられることになり、パン上に留まる粒子は、４２５マイクロメートルとゼロとの平均、すなわち２１２．５マイクロメートルとなる。
【００１６】
例えば、１００グラムのガラス希釈剤粒子を、Ｐ３６篩を使用してスクリーニングし、１．０５グラムが１０００マイクロメートル篩上に留まり、３４．４６グラムが７１０マイクロメートル篩上に留まり、２２．３９グラムが６００マイクロメートル篩上に留まり、１９．５４グラムが５００マイクロメートル篩上に留まり、１８．３５グラムが４２５マイクロメートル篩上に留まり、４．２１グラムがパンまで通過した場合、平均ガラス粒径は、６５４マイクロメートルと計算される。必要な算術は以下の計算に示される。：［（１１８０＋１０００）／２＊（１．０５／１００）］＋［（１０００＋７１０）／２＊（３４．４６／１００）］＋［（７１０＋６００）／２＊（２２．３９／１００）］＋［（６００＋５００）／２＊（１９．５４／１００）］＋［（５００＋４２５）／２＊（１８．３５／１００）］＋［（４２５＋０）／２＊（４．２１／１００）］＝６５４．０１マイクロメートル。
【００１７】
必要な篩及び試験手順は、ＦＥＰＡ標準４３−ＧＢ−Ｒ１９９３に定義されている。平均粒径を計算するために、必要な篩を選択する篩選定表が使用される。「Ｏ」（オーバーサイズ）と定義される篩は、篩選定表で、「１」のラベルを付けた列に列挙した次により小さい篩上に留まる粒子の質量を測定するためのスクリーニングに使用される。５パーセントを超える出発原料、すなわち１００グラムの出発原料に対して５グラムより多くが、篩選定表で、「１」のラベルを付けた列に列挙した篩上に留まる場合、サンプルを、表中のすぐ上の行に記載される次に大きい（粗い）一連の篩で篩う必要がある。したがって、予想される平均粒径の判断が、例えばＰ３６と決まったら、Ｐ３６の行に列挙する必要とされる篩が使用され、当初の１００グラムの出発原料のうちの５グラムより多くが１０００マイクロメートル篩上に留まる場合、Ｐ３０の行の篩を使用して新しいサンプルがスクリーニングされる。反対に、出発原料の１０パーセントを超えるもの、又は１００グラムの出発原料に対して１０グラムを超えるものが、篩選定表で「５」のラベルを付けた列に列挙する篩を通過する場合、サンプルを、表中のすぐ下の行に記載される次により小さい（細かい）一連の篩で篩う必要がある。したがって、予想される平均粒径の判断が、例えばＰ３６と決まったら、Ｐ３６の行に列挙する必要とされる篩が使用され、当初の１００グラムの出発原料のうちの１０グラムより多くが４２５マイクロメートル篩を通過する場合、Ｐ４０の行の篩を使用して新しいサンプルがスクリーニングされる。
【００１８】
【表１】
2015525686.tif 000003
【００１９】
ＡＺ研磨材粒子の平均サイズを決定するためには、まず製造業者の分級標準を参照し、開示されている場合には平均粒径の数字として使用するべきである。例えば、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  ＡｂｒａｓｉｖｅｓからＮｏｒＺｏｎという商標名で入手可能なグレード３６  ＡＺ研磨材粒子は、製造業者によると５３６μｍの平均粒径を有する。第２に、製造業者が平均粒径データを開示していない場合、その粒子に対して製造業者が主張する平均粒径番号（本特許明細書で上記されているＡＮＳＩ又はＦＥＰＡグレード表記の後の括弧内に併記される）を使用して、ＡＮＳＩ又はＦＥＰＡグレードに基づいて平均粒径が割り当てられる。第３に、製造業者によるＡＮＳＩ又はＦＥＰＡグレード表記がない場合、ＡＺ平均粒径は、ガラス希釈剤粒子の平均粒径を決定するための上述の方法に従うスクリーニング分級によって決定される。これらの方法のそれぞれによって決定された平均粒径にはわずかな差異がある場合があるが、かかる差異は、本発明の目的については有意なものではない。例えば、グレード３６のＮｏｒＺｏｎ  ＡＺ研磨材粒子は、５３６μｍの平均粒径を有することが、Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓによって開示されているが、本特許明細書の目的に対しては、ＡＮＳＩグレード３６表記は、５３０μｍの平均粒径が割り当てられる。製造業者が平均粒径の数字を開示しているので、５３０μｍではなく、５３６μｍが使用されることになる。
【００２０】
実施例では、対照として、１００パーセントＡＺ粒子を有する研磨材ディスク、並びに６０パーセントＡＺ粒子及び４０パーセント酸化アルミニウム粒子を有する研磨材ディスクが試験された。酸化アルミニウムをガラス希釈剤粒子に置き換えることの予想外の利点を最大化するためには、研磨材層中の粒子（ＡＺ及びガラス）の重量パーセンテージは、ある特定の範囲内とするべきである。特に、２５〜７５重量パーセントのＡＺ研磨材粒子及び７５〜２５重量パーセントのガラス希釈剤粒子、又は５０〜７０重量パーセントのＡＺ研磨材粒子及び３０〜５０重量パーセントのガラス希釈剤粒子、又は６０〜７０重量パーセントのＡＺ研磨材粒子及び４０〜３０重量パーセントのガラス希釈剤粒子を含む研磨材層に対する粒子重量範囲は、実施例並びに図２及び図３に示されるように、特に良好に研削することが見出された。
【００２１】
研削性能を更に最大化するために、研磨材層（研磨材粒子及び希釈剤粒子）の開放度を制御することができる。クローズドコートは、メイク樹脂に塗布することができ、サイズコートで覆われるまでの塗布プロセスの間もまだ付着したままである粒子（研磨材粒子及び希釈剤粒子）の最大量である。この最大量は、塗布される個々の粒子の粒径及び研磨材層上でのそれらの配向に依存して異なることになる。実施例では、１００パーセントＡＺ研磨材粒子を有する研磨材層に対して、８８０ｇｓｍは、ほぼ１００パーセントクローズドコートであった。一般に、１００パーセントクローズドコート構成は有用とすることができるが、ＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子のブレンドを有する研磨材層は、特定のＡＺ研磨材粒子及びガラス希釈剤粒子ブレンド重量比及び平均粒径に対して、クローズドコート構成の７０〜９５パーセント、又は８５〜９５パーセント、又は約９０パーセントの塗布された粒子を有することになる。
【実施例】
【００２２】
本開示の目的及び利点を以下の非限定的な実施例で更に例示する。これらの実施例において列挙されるその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないと解釈されるべきである。特に記載がない限り、実施例における部、パーセンテージ、比率、等々はすべて重量基準である。特に注記しない限り、メイクコート、砥粒、及びサイズコートのコーティング重量の単位は、すべてグラム／平方メートルである。
【００２３】
【表２】
2015525686.tif 000004
【００２４】
グレード３６研磨材ディスクの調製方法
直径が７インチ（１８ｃｍ）で、かつ７／８インチ（２．２ｃｍ）の中心孔を有する、Ｄｙｎｏｓ  Ｆｉｂｒｅという商品名のバルカンファイバディスクを、Ｔｒｏｐｌａｓｔ  Ａ．Ｇ．（ドイツ国Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ）から得た。３７部のベーシックレゾールフェノール樹脂、２２．５部の水、及び４０．５部の炭酸カルシウムからなるメイク樹脂を、ウェットな状態で１７６ｇｓｍの平均重量になるように刷毛で塗布した。次いで、ＤＣ静電塗装機を使用して、下記の表１に記載される所望の無機質重量で、選択された粒子ブレンドを塗布した。メイク樹脂を、バッチ炉で８８℃で９０分間、熱により予備硬化した。次いで、ディスクを、２２部のベーシックレゾールフェノール樹脂、５１部のクライオライト、２５部の水、及び２部のベンガラからなるサイズ樹脂で、ウェットな状態で２８５ｇｓｍの平均コーティング重量を達成するように、大きさにしたがって分けた。サイズ樹脂を、８８℃で９０分間、引き続き１０３℃で１０時間硬化した。ディスクを冷まし、直径１．５インチ（３８ｍｍ）のロール上で直交方向に屈曲し、ボードの間に積み重ね、試験の前に５０％の相対湿度で少なくとも２日間均衡化した。
【００２５】
グレード６０研磨材ディスクの調製方法
Ｄｙｎｏｓ  Ｆｉｂｒｅという商品名の、Ｔｒｏｐｌａｓｔ  Ａ．Ｇ．（ドイツ国Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ）から得たバルカンファイバをメイク樹脂でコーティングした。３７部のベーシックレゾールフェノール樹脂、２２．５部の水、及び４０．５部の炭酸カルシウムからなるメイク樹脂を、ウェットな状態で１６３ｇｓｍの平均重量になるようにロールコーターで塗布した。−４０＋８０  ＧＦ又はＡＯ２グレード６０の選択されたベースとなる無機質を、ウェットウェブ上にドロップコーティングし、次いでＤＣ静電塗装機を使用してＡＺ２無機質が、表１に記載される所望の無機質重量及び比になるように塗布した。メイク樹脂を、バッチ炉で８８℃で９０分間、熱により予備硬化した。次いで、ロールを３４部のベーシックレゾールフェノール樹脂、２７部のクライオライト、２６部の炭酸カルシウム、１１部の水、１部の二酸化チタン、及び１部の青色顔料からなるサイズ樹脂で、ウェットな状態で２３０ｇｓｍの平均コーティング重量を達成するように、大きさにしたがって分けた。サイズ樹脂を、７９℃で１５分間、引き続き８５℃で１５分間、引き続き９１℃で１００分間硬化し、次いで、ロール状に巻き、６６℃で３０分間硬化し、その後、９１℃で１０．５時間で硬化を完了した。コーティングした研磨材材料を冷まし、ディスクを切り取り、直径１．５インチ（３８ｍｍ）のロール上で直交方向に屈曲し、ボードの間に積み重ね、試験の前に５０％の相対湿度で少なくとも２日間均衡化した。
【００２６】
試験方法
試験手順１
７インチ（１７．８ｃｍ）ファイバーディスク上で自動研削試験を実施し、発明によるコーティングされた研磨材構成を評価した。被加工物は、１０４５鋼製の棒材であり、その上の研磨される表面を測定すると０．７５インチ×０．７５インチ（１．９ｃｍ×１．９ｃｍ）であった。特に硬い赤のリブ付きバックアップパッド（３Ｍ部品＃０５１１４４−８０５１４）を使用した。ディスクを、５０００ｒｐｍで回転した。被加工物を、５ポンド（１６．８ｋｇ）の負荷をかけてディスクの周縁部に当てた。この試験は、被加工物の重量減少を１２秒ごとに測定することからなる。次いで、被加工物を水中で冷却し、再度試験した。試験は、総計６５パスを完了したとき、又は切削比（１２秒ごとのグラム数）が初期の切削比の２０％になったときに終了した。次いで、総切削量（単位グラム）を、それぞれのディスクについて記録した。
【００２７】
試験手順２
７インチ（１７．８ｃｍ）ファイバーディスク上で自動研削試験を実施し、発明によるコーティングされた研磨材構成を評価した。被加工物は、１０４５鋼製の棒材であり、その上の研磨される表面を測定すると０．７５インチ×０．７５インチ（０．１９ｃｍ×１．９ｃｍ）であった。特に硬い赤のリブ付きバックアップパッド（３Ｍ部品＃０５１１４４−８０５１４）を使用した。ディスクを、５０００ｒｐｍで回転した。被加工物を、１０ポンド（４．５ｋｇ）の負荷をかけてディスクの周縁部に当てた。この試験は、被加工物の重量減少を１２秒ごとに測定することからなる。次いで、被加工物を水中で冷却し、再度試験することになる。試験は、総計７０パスを完了したとき、又は切削比（１２秒ごとのグラム数）が初期の切削比の２０％になったときに終了した。次いで、総切削量（単位グラム）を、それぞれのディスクについて記録した。
【００２８】
試験手順３
試験手順３は、高い研削圧力で８分間の研削の間に除去された金属の量を測定した。試験装置は、硬い黒のリブ付きプラスチックバックアップパッド（３Ｍ部品＃０５１１４４−８０５１５）に取り付けられたコーティングされた研磨材ディスクを含む。据え付けた試験ディスクを３５００ｒｐｍで回転した。直径２５ｃｍの１０１０炭素鋼のディスク形の被加工物を、２．９ｋｇの負荷をかけて研磨材ディスクの研磨材面に接触した。被加工物の４．０ｍｍの周辺縁部を、研磨材ディスクに垂直な位置から１８．５°に配置し、反時計方向に２ｒｐｍで回転した。試験の開始時及び終了時には、除去又は研磨された鋼の量を判定するために、被加工物の重量を量った。試験の終了点は、８分間の研削であった。総切削量は、試験全体の間に鋼が研磨された量であった。
【００２９】
試験手順４
試験手順４は、角度が１８．５°ではなく１０°だったこと、及び研磨接触面における負荷が３．３ｋｇだったことを除いて、試験手順３と同一であった。それぞれの試験サンプルは、１分間の長さで５回、総計５分間試験された。
【００３０】
実施例１〜４及び比較例Ａ〜Ｃ
ガラス希釈剤粒子のＡＺ研磨材粒子に対する様々な比を有するコーティングされた研磨材ディスクの性能を、現在の技術の研磨材ディスクと比較するために、実施例１〜４及び比較例Ａ〜Ｃを実施した。研磨材ディスクを、表１に示す組成物により、研磨材ディスクの調製方法に従って調製した。結果として得られるディスクを、試験手順１、２、３、及び４に従って試験した。試験結果を表１に示す。
【００３１】
実施例５〜７
実施例５〜７は、実施例１に対するデータを繰り返す表２に示すように、様々な粒径のガラス希釈剤粒子に順応するように組成物を調整したことを除いて、実施例１と同様に実施した。実施例５及び７については、より軽いガラス希釈剤粒子によるメイクコーティングの完全な閉塞を防止するために、より小さいガラス希釈剤粒子の量を低減（かつＡＺが増加）した。研磨材ディスクを、試験手順１、２、３、及び４に従って試験し、試験データを表２に示した。
【００３２】
実施例８〜１０及び比較実施例Ｄ
ＡＮＳＩグレード６０の研磨材粒子を含む様々な組成物をコーティングした研磨材物品を比較するために、実施例８〜１０及び比較実施例Ｄを調製した。粒子コーティングが逐次であったことを除いて、これらを実施例１と同様に調製し、最初にメイクコーティング上にガラス希釈剤粒子（又は酸化アルミニウム）をドロップコーティングし、次いでＡＺ粒子を静電塗装した。実施例８〜１０及び比較実施例Ｄを、試験手順３（研削時間を６分に短縮するように変更した）に従って試験した。組成物及び試験結果を表１に示す。
【００３３】
【表３】
2015525686.tif 000005
【００３４】
【表４】
2015525686.tif 000006
【００３５】
当業者は、より具体的に添付の請求項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。異なる実施形態の態様を異なる実施形態の他の態様と部分的若しくは全体的に互換すること又は組み合わせることが可能である点は理解されるであろう。特許証のための上記の出願において引用された、参照文献、特許、又は特許出願はいずれも一貫性を有するようにそれらの全容を本明細書に援用する。これらの援用文献の一部と本明細書との間に不一致又は矛盾がある場合、上記の説明文における情報が優先するものとする。特許請求される開示内容を当業者が実行することを可能ならしめるために示される上記の説明文は、「特許請求の範囲」及びそのすべての均等物によって規定される本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2015525686.tif 000007
【図２】
2015525686.tif 000008
【図３】
2015525686.tif 000009
【国際調査報告】
2015525686.tif 000010
2015525686.tif 000011
2015525686.tif 000012
2015525686.tif 000013