JP2019141994A - 内蔵型繊維性バフ研磨物品 - Google Patents
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Abstract
Description
バフ車又はバフは一般に、一緒に積み重ねられているか又は固定されている繊維性物質の層から形成されている。固定法としては、例えば、圧縮、縫合、ステープリング、接着剤結合、プラスチック又は金属のクリンチリング、及びこれらの組み合わせが挙げられる。バフ車は典型的にはシャフトに取り付けられており、回転するように支持されている。バフは長い間、一般に審美上の目的で修正しなければならない表面を有する場合の多い機械加工部品、型打ち部品、及び鋳造物品のような品目の仕上げを行うのに用いられてきた。バフ研磨は、典型的には、表面のより厳密な取り代処理の後に行う仕上げプロセスである。典型的にはバフを回転させて、1000m/分〜2500m/分の作業面速度を得る。
バフは、ほとんどの場合、三体研磨メカニズムによって表面を磨くのに用いられる。駆動させたバフは、エネルギーを加工物に伝達するが、研磨作用は、周辺で用いられるがバフの表面には結合されない、研磨組成物の「バフ研磨化合物」によってもたらされる。加工物とバフの表面との間に置かれた不結合バフ研磨化合物は、加工物表面を磨き、その結果、バフ研磨を継続するにつれて、加工物表面にできたキズが減少及び縮小していく。このような三体システムによって所望の仕上げが得られるが、安定した仕上げを得るにはバフ研磨化合物を頻繁に適用しなければならず、望ましくないことに、バフ研磨化合物が隣接表面に移る場合があり、加工物表面上に後で取り除かなければならない残留物が残る。研磨組成物を周辺で用いる代わりに、バフの作業面に対して硬化させるか、又は予め含浸させる、二体研磨システムを用いることによってこれらの短所を解決する試みは、カットバフ及びカラーバフではうまくいっていない。したがって、バフ研磨化合物をバフ車に適用する必要性が実質的に排除されるように、バフ研磨用の研磨組成物を予め含浸させたカットバフ及び/又はカラーバフに対する必要性が存在する。
本明細書で使用する場合、「内蔵型繊維性バフ研磨物品」は、バフ研磨物品を形成する繊維性物質に予め適用したか、又は予め含浸させたバフ研磨用研磨組成物を含むバフ研磨物品を意味する。このバフ研磨用研磨組成物はカットバフ研磨又はカラーバフ研磨に適しており、バフ研磨物品の初期製造中に、製造業者によりバフ研磨物品に適用される。したがって、作業表面をバフ研磨する目的でバフ研磨物品を最初に使用する前に、又はそれを使用している最中に、作業者がバフ研磨化合物をバフ研磨物品に適用する必要がない。
本発明の内蔵型繊維性バフ研磨物品は、架橋可能なバインダー前駆体、研磨粒子、及び潤滑剤を含む付着性スラリーを含浸させた、少なくとも1つの繊維性不織布層を含む。
本発明の実施に有用な不織布は、いずれかの既知のウェブ形成システムによって作製してよい。いくつかの実施形態では、不織布(fabric)は、スパンボンドされていても、水流交絡されていても、メルトブローされていてもよい。いくつかの実施形態では、不織布は乾式不織布である。いくつかの実施形態では、不織布はエアレイド不織布である。いくつかの実施形態では、不織布は、カーディング及びクロスラッピングによって形成される。短繊維を用いるウェブ形成法が典型的であり、スパンボンド又はメルトブローのような連続的フィラメントシステムを用いてよい。有用な短繊維長としては、0.75インチ(19mm)以上4インチ(102mm)以下が挙げられる。いくつかの実施形態では、プレボンドコーティングを適用して、不織布の一体性を高めてもよい。
付着性スラリーは、研磨粒子、潤滑剤、及び架橋可能なバインダー前駆体の水性分散液を含む。有用な付着性スラリーは、使用中、所望の研磨効果(カット又はカラーバフ研磨)を最大化し、バフの可撓性を最大化し、スミヤリング(バフ研磨構成要素の、加工物上への不要な移動)及びダスティングを最小化するように配合する。付着性スラリーの有用な組成は、3〜50重量%のバインダー前駆体、5〜80重量%の潤滑剤、及び10〜80重量%の鉱物である。いくつかのコーティング工程で、不織布を付着性スラリーとその他の任意の添加剤でコーティングする。コーティングは、例えば、ロールコーティング、スプレーコーティング、又は飽和コーティングのようないずれかの従来の手段によって適用してよい。いくつかの実施形態では、少なくとも2つの別々の工程において、バインダー前駆体及び鉱物を適用した状態でコーティングを適用してから硬化させ、続いて、潤滑剤をコーティングして、硬化させる。いくつかの実施形態では、硬化工程後のポリウレタンコーティング、潤滑剤コーティング、硬化工程後のフェノール樹脂コーティング、並びに、潤滑剤コーティング及び硬化という4つのコーティングを適用する。
好適なバインダー前駆体としては、ポリウレタンポリマー又はプレポリマー、フェノール樹脂、及びアクリルが挙げられる。有用なウレタンプレポリマーの例としては、ポリイソシアネート類及びそのブロックされた形が挙げられる。典型的には、ブロックされたポリイソシアネートは、周囲条件下(例えば、約20℃〜約25℃の範囲の温度)でイソシアネート反応性化合物(例えば、アミン、アルコール、チオールなど)に実質的に反応しないが、十分な熱エネルギーを加えるとブロッキング剤が放出され、それによりアミン硬化剤と反応して共有結合を形成するイソシアネート官能基を生成する。
内蔵型繊維性バフ研磨物品で用いる潤滑剤の例としては、脂肪酸(例えば、ステアリン酸)、脂肪酸の金属塩(例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛)、固体潤滑剤(例えば、ポリ(テトラフルオロエチレン)(PTFE)、グラファイト、及び二硫化モリブデン)、鉱油及び鉱ろう(微粉化ろうを含む)、カルボン酸エステル(例えば、ステアリン酸ブチル)、二ステアリン酸ポリエチレングリコール(例えば、二ステアリン酸PEG 6000)、ポリ(ジメチルシロキサン)流体、ポリ(ジメチルシロキサン)ガム、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。このような潤滑剤及び商業的供給源は、当該技術分野において既知である。その他の好適な潤滑剤は、当業者であれば、本開示を査読すれば分かるであろう。
好適な研磨粒子は、バフ研磨作業で有用なものである。研磨粒子は、任意の好適な組成物であってよいが、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム、か焼微紛化酸化アルミニウム、酸化鉄、又は炭化ケイ素を含むものが典型的である。適切な研磨粒度分布としては、中位粒径が50マイクロメートル以下、30マイクロメートル以下、又は15マイクロメートル以下の分布が挙げられる。
付着性スラリー中で有益であり得るその他の任意の添加剤としては、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、着色剤、コーティング調整剤、及びカップリング剤が挙げられる。
本発明の内蔵型繊維性バフ研磨物品は、研磨粒子、架橋可能なバインダー、潤滑剤、並びに、任意により湿潤剤及び/又は界面活性剤を含む付着性スラリーを、ある長さの好適な繊維性不織布に含浸させてから、繊維上及び不織布の表面上に硬化した付着性コーティングを形成する硬化工程を行うことによって作製する。付着性スラリーは、上で論じたようないずれかの1つ以上の硬化工程を有する1つ以上の工程で繊維性物質に組み込んでよい。いくつかの実施形態では、付着性スラリーを組み込み、硬化させてから、その後、追加の潤滑剤を含むコーティングを行い、続いて、追加の硬化工程を行う。付着性スラリー及び追加のコーティングは、ロールコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティング、又は噴霧のような従来の適用手段によって適用してよい。
バフは、バフ研磨作業時に典型的に遭遇する厳しい使用条件に耐えることができなければならないだけでなく、付着性バフ研磨組成物をバフ研磨表面上に保持することができなければならない。内蔵型繊維性バフ研磨物品は、現在知られている任意の設計若しくはスタイル、又は将来的に考えられる任意の設計若しくはスタイルであってもよい。バフの最も一般的な形状が図1〜3によって示されている。
内蔵型繊維性バフ研磨物品の様々な実施形態を示すために、実施例1〜4を調製した。
実施例1の内蔵型繊維性バフ研磨物品を調製して、その金属表面を磨く能力と既存のバフ研磨物品の金属表面を磨く能力を比較した。130g/m2のエアレイド不織布を100%リヨセル繊維(表1に記載されている材料を参照)から調製し、ニードルタックを行って厚さ4.5mmのファブリックを作製した。コーティング1(コーティングは表2に記載されている)を湿潤付着重量301g/m2で適用し(全てのコーティングはロールコーターによって適用した)、5分、160℃で加熱した。続いて、コーティング2を湿潤付着重量399g/m2で適用し、5分、140℃で加熱した。続いて、コーティング3を適用して491g/m2の湿潤付着重量をもたらし、5分、176℃で加熱した。最後に、コーティング4を湿潤付着重量465g/m2で適用し、5分、140℃で加熱した。
実施例2は、リヨセル/ナイロン短繊維の75/25重量%ブレンドのファブリック167g/m2を100%リヨセル短繊維の代わりに用い、最終的な重量が473g/m2であった以外は、実施例1と同様にして調製した。
実施例3は、リヨセル/ナイロン短繊維の90/10重量%ブレンドのファブリック280g/m2を100%リヨセル短繊維のファブリック130g/m2の代わりに用い、コーティング中の研磨物品がCrO/TiOではなくFeO/WCAであり、コーティングが表3に示されているものであり、最終的な重量が900g/m2であった以外は、実施例1と同様にして調製した。
実施例4は、リヨセル/ナイロン短繊維の90/10重量%ブレンドのファブリック285g/m2を100%リヨセル短繊維のファブリック130g/m2の代わりに用い、コーティング中の研磨粒子がCrO/TiOではなくCrOであり、コーティングが表4に示されているものであり、最終的な重量が826g/m2であった以外は、実施例1と同様にして調製した。
比較例A〜Dは市販のバフ研磨物品であり、いずれも、外部のバフ研磨化合物を用いる必要があるものであった。7つの市販のバフ研磨化合物の予備的評価を行った。各タイプの金属に対して上位3つを比較例に選択した。
バフ研磨試験は、内蔵型繊維性バフ研磨物品及び比較例のバフ研磨物品が金属基材の光沢を修正する有効性を測定した。バフ研磨の有効性は、マイクログロスメーター(Byk−Gardner USA(Columbia,Maryland)から得たモデルAG−4446)によって測定した光反射率の変化によって測定した。
Claims (10)
- リヨセル繊維を含むと共に、架橋されたバインダー、研磨粒子、及び潤滑剤を含む硬化した付着性コーティングを有する、少なくとも1つの繊維性不織布層を含む、内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記硬化した付着性コーティングを形成する、前記不織布に適用された付着性スラリーが、界面活性剤を含む、請求項1に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記硬化した付着性コーティングを形成する、前記不織布に適用された付着性スラリーが、湿潤剤を含む、請求項1又は2に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記繊維性不織布の坪量が、1平方メートル当たり50グラム〜1平方メートル当たり500グラムである、請求項1、2、又は3に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記研磨粒子の平均粒径が、50マイクロメートル以下である、請求項1、2、3、又は4に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記潤滑剤がステアリン酸を含む、請求項1、2、3、4、又は5に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記潤滑剤が鉱油を含む、請求項1、2、3、4、又は5に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記潤滑剤が、ステアリン酸及び鉱油を含む、請求項1、2、3、4、又は5に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記研磨粒子が、酸化クロム、酸化アルミニウム、二酸化チタン、又は炭化ケイ素のうち少なくとも1つを含む、請求項1、2、3、4、5、6、7、又は8に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
- 前記繊維性不織布が、少なくとも70重量%のリヨセル繊維を含む、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、又は9に記載の内蔵型繊維性バフ研磨物品。
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