JP2023533010A - Abrasive Abrasive Composite - Google Patents
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Abstract
本発明は、研磨複合材であって、重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）及び約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する第１の架橋性バインダー成分と、室温を上回るＴｇを有する第２の架橋性バインダー成分と、付加重合を開始することができる材料と、約３以下のモース硬度値を有する微粒子状粒子と、を含む、研磨複合材である。The present invention is an abrasive composite comprising a first crosslinkable binder component having a glass transition temperature (Tg) below room temperature and an elastic modulus of less than about 150 MPa when polymerized, and a second crosslinkable binder component having a Tg above room temperature. 2 crosslinkable binder components, a material capable of initiating addition polymerization, and particulate particles having a Mohs hardness value of about 3 or less.
Description
硬質鉱物及び樹脂から損傷を受けやすい高価な表面を保護したいという要望のために、家庭用洗浄で使用するための非擦傷性擦り磨き／洗浄製品に対する消費者の関心が高まっている。加えて、洗浄プロセス中に洗浄製品自体が汚れないとまた望ましい。すなわち、洗浄製品が、その表面上の汚れの蓄積に抵抗するか、又は使用後に汚れを洗い流すことができるかのいずれかであると望ましい。 Consumer interest in non-abrasive scrub/clean products for use in household cleaning is increasing due to the desire to protect sensitive and expensive surfaces from hard minerals and resins. Additionally, it is also desirable that the cleaning product itself not become soiled during the cleaning process. That is, it is desirable that the cleaning product either resists the accumulation of dirt on its surface or allows the dirt to be washed off after use.
研磨性能の略式理論は、加工物材料除去速度が研磨材料の機械的特性（すなわち、硬度）、サイズ、及び形状（すなわち、鋭さ）に関連すると仮定している。一方、研磨材料が加工物上に擦傷を生成する可能性は、概して、研磨材料及び加工物の相対的な硬度に関して議論される。サイズ及び形状は、研磨材が擦傷をつけるかどうか、及び擦傷がどの程度目立つかに確かに影響を及ぼすが、実際に擦傷を形成するには、研磨材料による加工物の変形が必要である。これが起こるためには、研磨材料は加工物よりも硬いことが必要である。したがって、研磨材料が加工物を変形させるほど硬くないとすると、加工物自体よりも低い硬度を有する加工物の表面上に位置する汚れは、高い汚れ除去速度に適したサイズ及び形状を有する研磨材料、すなわち、比較的鋭い縁部を有する比較的高い突出部、例えば、約５００ミクロンの高さ及び５００～１２００ミクロンの基部幅を有し、形成された縁部が概ね５０ミクロン未満の曲率半径を有する四角錐形研磨突出部によって効果的に洗浄することができる。 An informal theory of abrasive performance assumes that workpiece material removal rate is related to the mechanical properties (ie, hardness), size, and shape (ie, sharpness) of the abrasive material. On the other hand, the potential for abrasive materials to produce scratches on a work piece is generally discussed with respect to the relative hardness of the abrasive material and work piece. Size and shape do affect whether the abrasive will scratch and how noticeable the scratch will be, but actually forming a scratch requires deformation of the work piece by the abrasive material. For this to occur, the abrasive material must be harder than the workpiece. Therefore, if the abrasive material is not so hard as to deform the workpiece, soil located on the surface of the workpiece with a lower hardness than the workpiece itself will have a size and shape suitable for high soil removal rates. , i.e., relatively tall protrusions with relatively sharp edges, e.g., having a height of about 500 microns and a base width of 500-1200 microns, the edges formed generally having a radius of curvature of less than 50 microns. It can be cleaned effectively by means of the square-pyramidal polishing protrusions.
本開示は、本開示の様々な実施形態についての下記の詳細な説明を添付の図面と併せて考察することにより、より完全に理解され得る。
上記で特定された図は、本開示のいくつかの実施形態を記載するものであるが、本明細書で言及される通り、他の実施形態もまた企図される。全ての場合において、本開示は、限定ではなく代表例の提示によって、本発明を提示する。当業者によって多数の他の改変及び実施形態が考案され得、それらは、本発明の原理の範囲内及び趣旨内に含まれることを理解されたい。 While the figures identified above set forth certain embodiments of the present disclosure, other embodiments are also contemplated, as noted herein. In all cases, this disclosure presents the invention by way of representation and not limitation. It is to be understood that numerous other modifications and embodiments can be devised by those skilled in the art and are included within the scope and spirit of the principles of the invention.
一実施形態では、本発明は、重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）及び約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する第１の架橋性バインダー成分と、室温を上回るＴｇを有する第２の架橋性バインダー成分と、付加重合を開始することができる成分と、約３以下のモース硬度値を有する微粒子状粒子とを含む、研磨複合材である。 In one embodiment, the present invention provides a first crosslinkable binder component having a glass transition temperature (T g ) below room temperature and an elastic modulus of less than about 150 MPa when polymerized, and a second crosslinkable binder component having a T g above room temperature. A crosslinkable binder component of 2, a component capable of initiating addition polymerization, and particulate particles having a Mohs hardness value of about 3 or less.
別の実施形態では、本発明は、基材と、基材に接着した研磨複合材と、を含む、構造化研磨物品である。研磨複合材は、重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）及び約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する第１の架橋性バインダー成分と、室温を上回るＴｇを有する第２の架橋性バインダー成分と、付加重合を開始することができる成分と、約３以下のモース硬度値を有する微粒子状粒子とを含む。 In another embodiment, the invention is a structured abrasive article that includes a substrate and abrasive composites adhered to the substrate. The abrasive composite, when polymerized, comprises a first crosslinkable binder component having a glass transition temperature ( Tg ) below room temperature and an elastic modulus of less than about 150 MPa and a second crosslinkable binder component having a Tg above room temperature. It comprises a binder component, a component capable of initiating addition polymerization, and particulate particles having a Mohs hardness value of about 3 or less.
本発明は、実質的に非擦傷性で、使用中に研磨複合材の表面に蓄積する汚れを実質的に洗い流すことができる、洗浄又は擦り磨きに使用することができる研磨複合材である。研磨複合材は、洗浄される下にある基材に目に見えるほどの損傷を与えることなく、高い擦り磨き性能を有するように設計される。一実施形態では、研磨複合材は、例えば、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ステンレス鋼、及び硬質プラスチックなどの材料への損傷を実質的に伴わないか、又は最小限に抑える家庭用洗浄に使用することができる。洗浄に使用された後、研磨複合材は、洗浄される表面から除去された破片を本質的に洗い流すことができる。加えて、本発明の研磨複合材は耐久性があり、長持ちする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an abrasive composite that is substantially non-abrasive and that can be used for cleaning or scrubbing that substantially rinses away dirt that accumulates on the surface of the abrasive composite during use. Abrasive composites are designed to have high scrubbing performance without appreciably damaging the underlying substrate being cleaned. In one embodiment, the abrasive composites are used for household cleaning with substantially no or minimal damage to materials such as, for example, poly(tetrafluoroethylene), stainless steel, and hard plastics. be able to. After being used for cleaning, the abrasive composites can essentially wash away debris removed from the surface being cleaned. Additionally, the abrasive composites of the present invention are durable and long lasting.
本発明の研磨複合材は、無機又は微粒子状粒子相を有機バインダー相中に分散させることによって形成される。研磨複合材では、比較的に微粒子状粒子が、微粒子状粒子の分散媒体として機能し、所望であれば研磨複合材を基材又はバッキングに付着させる手段を提供するバインダーによって互いに結合される。これらの微粒子状粒子は、その微粒子状粒子が概して高いモース硬度値を有し、粒子の粒の形状、硬度、及びサイズ、並びに研磨操作の圧力及び形状に依存する様式で削り取る（gouging）ことによって加工物からかなりの材料を除去することができる従来のコーティングされた研磨材又は不織研磨材とは対照的に、未硬化液体前駆体中で主に充填剤及び粘度調整剤として作用する。この用途では、このような削り取りは「擦傷」として構成され、低い値のモース硬度を有する個々の微粒子状粒子は試験表面に目に見える擦傷を生じさせ得ないが、鉱物は、複合材の全般的な混合規則に従って複合材の機械的特性を変更することによって擦傷形成に影響を及ぼすことができる。一実施形態では、本発明の研磨複合材は、約３以下のモース硬度を有する微粒子状粒子を含有する。一実施形態では、微粒子状粒子相は、約５０ミクロン未満、特に約３０ミクロン未満のｄ９０、及び約３以下のモース硬度値を有する無機鉱物を含む。粒径分布の増加は、擦傷形成の確率を増加させ、硬化前の液体スラリーのレオロジー特性に対する制御を減少させる。 The abrasive composites of the invention are formed by dispersing an inorganic or particulate particulate phase in an organic binder phase. In abrasive composites, the relatively finely divided particles are bound together by a binder that acts as a dispersing medium for the finely divided particles and, if desired, provides a means for adhering the abrasive composites to a substrate or backing. These particulate particles have a generally high Mohs hardness value and are characterized by gouging in a manner that depends on the grain shape, hardness, and size of the particles, as well as the pressure and shape of the polishing operation. Acts primarily as a filler and viscosity modifier in the uncured liquid precursor, in contrast to conventional coated or non-woven abrasives, which can remove significant material from the workpiece. In this application, such scraping is configured as a "scratches", where individual particulate particles with low values of Mohs hardness may not produce visible scratches on the test surface, whereas minerals are generally used in composites. It is possible to influence marring by altering the mechanical properties of the composite according to the admixture rule. In one embodiment, the abrasive composites of the present invention contain finely divided particles having a Mohs hardness of about 3 or less. In one embodiment, the particulate particulate phase comprises inorganic minerals having a d90 of less than about 50 microns, particularly less than about 30 microns, and a Mohs hardness value of about 3 or less. Increasing the particle size distribution increases the probability of scratching and reduces the control over the rheological properties of the pre-curing liquid slurry.
３未満のモース硬度を有する微粒子状粒子の例としては、粘土（例えば、カオリナイト、モンモリロナイト、イライト、クロライト粘土、タルク、石鹸石）、石膏、炭酸カルシウム（例えば、石灰石及び大理石）、マイカ、岩塩、及びジェットが挙げられるが、これらに限定されない。更に、多数の軟質有機材料は、軟質微粒子状鉱物粒子と同じ機能を提供し得、軟質有機材料は、アーモンド、アルガン、ココナッツ、ヘーゼルナッツ、マカダミア、ペカン、マツ、ピスタチオ、及びクルミが挙げられるが、これらに限定されないナッツ／果実の破砕又は粉砕された殻；アプリコット、オリーブ、モモ、サクランボ、プラム、パーム、及びタガヤが挙げられるが、これらに限定されない果実の破砕又は粉砕された内果皮／種核；破砕又は粉砕されたトウモロコシ穂軸；節足動物の粉砕又は粉砕殻；木粉；任意の熱可塑性ポリマー又は任意の熱硬化性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない破砕又は粉砕された合成ポリマー材料；並びにポリヒドロキシアルカノエートが挙げられるが、これに限定されない未変性天然由来ポリマー材料；精密成形合成ポリマー材料などである。一実施形態では、研磨複合材は、２種類以上の微粒子状粒子を含む。 Examples of particulate particles having a Mohs hardness of less than 3 include clays (e.g. kaolinite, montmorillonite, illite, chlorite clay, talc, soapstone), gypsum, calcium carbonate (e.g. limestone and marble), mica, Rock salt, and jets include, but are not limited to. Additionally, many soft organic materials can provide the same function as soft particulate mineral particles, including almonds, argan, coconut, hazelnuts, macadamias, pecans, pine, pistachios, and walnuts, but crushed or crushed shells of nuts/fruits; crushed or crushed endocarp/seed kernels of fruits including, but not limited to, apricots, olives, peaches, cherries, plums, palms, and tagayas; crushed or crushed corn cobs; crushed or crushed husks of arthropods; wood flour; crushed or crushed synthetic polymers including, but not limited to, any thermoplastic polymer or any thermoset polymer. materials; and unmodified naturally occurring polymeric materials including, but not limited to, polyhydroxyalkanoates; precision molded synthetic polymeric materials; In one embodiment, the abrasive composites comprise two or more types of particulate particles.
一実施形態では、研磨複合材は、約２６重量％～約８０重量％、具体的には約４７重量％～約６５重量％、より具体的には約５２重量％～約６１重量％の微粒子状粒子を含む。 In one embodiment, the abrasive composite comprises about 26% to about 80%, specifically about 47% to about 65%, more specifically about 52% to about 61% by weight fine particles containing shaped particles.
研磨複合材のバインダーは、微粒子状粒子が分散され得る媒体を提供することができるものとする。バインダーは、概して、軟質架橋性バインダー成分、硬質架橋性バインダー成分、及び付加重合を開始することができる材料を含む。軟質架橋性バインダー成分は、重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）を有し（それによって、ゴム状であり、変形可能である）、約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する。一実施形態では、軟質架橋性バインダー成分としては、ウレタンジアクリレート又はトリアクリレートが挙げられる。好適な軟質架橋性バインダー成分の例としては、脂肪族ウレタンジアクリレートが挙げられるが、これに限定されない。一実施形態では、軟質架橋性バインダー成分は、重合したときに、約２５％を超える破断点伸び率を有する。 The binder of the abrasive composite should be capable of providing a medium in which the particulate particles can be dispersed. Binders generally include a soft crosslinkable binder component, a hard crosslinkable binder component, and a material capable of initiating addition polymerization. The soft crosslinkable binder component, when polymerized, has a glass transition temperature (T g ) below room temperature (thereby being rubbery and deformable) and has an elastic modulus of less than about 150 MPa. In one embodiment, the soft crosslinkable binder component includes urethane diacrylates or triacrylates. Examples of suitable soft crosslinkable binder components include, but are not limited to, aliphatic urethane diacrylates. In one embodiment, the soft crosslinkable binder component has an elongation at break greater than about 25% when polymerized.
硬質架橋性バインダー成分は、室温を上回るＴｇを有する（それによってガラス状であり、剛性である）。一実施形態では、硬質架橋性バインダー成分は、二官能性又は三官能性アクリレートを含む。好適な硬質架橋性バインダー成分の例としては、トリメチロールプロパントリアクリレートが挙げられるが、これに限定されない。 A rigid crosslinkable binder component has a T g above room temperature (thereby being glassy and rigid). In one embodiment, the rigid crosslinkable binder component comprises a difunctional or trifunctional acrylate. Examples of suitable rigid crosslinkable binder components include, but are not limited to, trimethylolpropane triacrylate.
一実施形態では、付加重合を開始することができる材料は、ＵＶ光開始剤である。 In one embodiment, the material capable of initiating addition polymerization is a UV photoinitiator.
経験的に、スクリーニングに供する単一のバインダー材料は、高い洗浄性能と低い表面擦傷性の所望の組合せを生じなかった。洗浄性能は、表面損傷回避の不利益に対して、より高い弾性率によって利益を受け、一方、より低い弾性率は、洗浄性能の不利益に対して、表面損傷の回避に利益を与える。軟質及び硬質バインダー成分の混和性ブレンドを使用することによって、バインダー混合物のガラス転移及び剛性を調整して、洗浄性能と表面損傷とのバランスを最適化することができ、所望のガラス転移温度及び弾性率を有する単一材料を合成するのに必要なより費用のかかる分子エンジニアリングを回避することができる。 Empirically, no single binder material subjected to screening produced the desired combination of high cleaning performance and low surface abrasion. Cleaning performance benefits from a higher modulus against the penalty of surface mar avoidance, while a lower modulus benefits surface mar avoidance against the penalty of cleaning performance. By using a miscible blend of soft and hard binder components, the glass transition and stiffness of the binder mixture can be adjusted to optimize the balance between cleaning performance and surface damage, yielding the desired glass transition temperature and elasticity. It avoids the more expensive molecular engineering required to synthesize a single material with high molecular weight.
一実施形態では、バインダーは、研磨複合材を迅速に製造することができるように、比較的迅速に硬化又はゲル化することができる。いくつかのバインダーは比較的迅速にゲル化するが、完全に硬化するためにより長い時間を必要とする。ゲル化は、硬化が始まるまで複合材の形状を保存する。速硬性又は速ゲル化バインダーは、高い稠度の研磨複合材を有するコーティングされた研磨物品をもたらすことができる。本発明に好適なバインダーの例としては、熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ホットメルト糊（hot melt glue）、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。 In one embodiment, the binder can cure or gel relatively quickly so that the abrasive composites can be manufactured quickly. Some binders gel relatively quickly but require longer times to fully cure. Gelling preserves the shape of the composite until curing begins. A fast-setting or fast-gelling binder can result in a coated abrasive article having a high consistency abrasive composite. Examples of binders suitable for the present invention include thermoplastic resins, phenolic resins, aminoplast resins, urethane resins, epoxy resins, acrylate resins, acrylated isocyanurate resins, urea-formaldehyde resins, isocyanurate resins, acrylated urethane resins, Examples include, but are not limited to, acrylated epoxy resins, hot melt glues, and mixtures thereof.
使用されるバインダーに応じて、硬化又はゲル化は、当業者に知られているエネルギー源によって行うことができる。例えば、エネルギー源としては、熱、赤外線照射、電子ビーム、紫外線放射、又は可視光放射が挙げられ得るが、これらに限定されない。放射線硬化性バインダーは、放射線エネルギーによって少なくとも部分的に硬化又は少なくとも部分的に重合することができる任意のバインダーである。典型的には、これらのバインダーはフリーラジカル機構によって重合する。 Depending on the binder used, curing or gelling can be accomplished by energy sources known to those skilled in the art. For example, energy sources can include, but are not limited to, heat, infrared radiation, electron beams, ultraviolet radiation, or visible light radiation. A radiation curable binder is any binder that can be at least partially cured or at least partially polymerized by radiation energy. Typically these binders polymerize by a free radical mechanism.
バインダーが紫外線放射によって硬化される場合、フリーラジカル重合を開始するために光開始剤が必要とされる。光開始剤の例としては、有機過酸化物、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、ハロゲン化アクリル、ヒドラゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイミダゾール、ビスイミダゾール、クロロアルキルトリアジン、ベンジルケタール、チオキサントン、及びアセトフェノン誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。他の例としては、ベンゾイン及びその誘導体、例えば、α－メチルベンゾイン、α－フェニルベンゾイン、α－アリルベンゾイン、α－ベンジルベンゾイン、ベンゾインエーテル、例えば、ベンジルジメチルケタール（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．からＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１として市販されているもの）、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ－ブチルエーテル、アセトフェノン及びその誘導体、例えば、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－１－プロパノン（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＤＡＲＯＣＵＲ １１７３）、及び１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４）、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）フェニル］－２－（４－モルホリニル）－１－プロパノン（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７、２－ベンジル－２－（ジメチルアミノ）－１－［４－（４－モルホリニル）フェニル］－１－ブタノン（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＩＲＧＡＣＵＲＥ ３６９）が挙げられるが、これらに限定されない。他の例としては、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルホスフィンオキシド（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９）及びエチル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィネート（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＴＰＯ－Ｌ）などのリン含有有機分子が挙げられる。更により有用な光開始剤としては、例えば、ピバロインエチルエーテル、アニソインエチルエーテル、アントラキノン類（例えば、アントラキノン、２－エチルアントラキノン、１－クロロアントラキノン、１、４－ジメチルアントラキノン、１－メトキシアントラキノン、又はベンズアントラキノン）、ハロメチルトリアジン、ベンゾフェノン及びその誘導体、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩、チタン錯体、例えばビス（イ－タ５－２，４－シクロペンタジエン－１－イル）－ビス［２，６－ジフルオロ－３－（１Ｈ－ピロール－１－イル）フェニル］チタン（例えば、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＣＧＩ７８４ＤＣ）、及びハロニトロベンゼン（例えば４－ブロモメチルニトロベンゼン）、モノ及びビスアシルホスフィン（例えばＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製の、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１７００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８５０、及びＤＡＲＯＣＵＲ４２６５）が挙げられる。一実施形態では、２つ以上の光開始剤が使用される。例えば、特定の化学線源に対する光開始剤の感度を上げるために、光開始剤と併せて１つ以上の分光増感剤（例えば、染料）を使用してもよい。 A photoinitiator is required to initiate free radical polymerization when the binder is cured by UV radiation. Examples of photoinitiators include organic peroxides, azo compounds, quinones, benzophenones, nitroso compounds, acrylic halides, hydrazones, mercapto compounds, pyrylium compounds, triacrylimidazoles, bisimidazoles, chloroalkyltriazines, benzylketals, thioxanthones. , and acetophenone derivatives. Other examples include benzoin and its derivatives such as α-methylbenzoin, α-phenylbenzoin, α-allylbenzoin, α-benzylbenzoin, benzoin ethers such as benzyldimethylketal (eg Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY), benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin n-butyl ether, acetophenone and its derivatives such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone. (e.g. DAROCUR 1173 from Ciba Specialty Chemicals), and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketones (e.g. IRGACURE 184 from Ciba Specialty Chemicals), 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4 -morpholinyl)-1-propanone (e.g. IRGACURE 907 from Ciba Specialty Chemicals, 2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone (e.g. Ciba Specialty IRGACURE 369 from Ciba Specialty Chemicals) and but are not limited to bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (such as IRGACURE 819 from Ciba Specialty Chemicals) and ethyl Phosphorus-containing organic molecules such as (2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate (e.g. TPO-L from Ciba Specialty Chemicals) Still more useful photoinitiators include e.g. ethers, anisoin ethyl ether, anthraquinones (e.g. anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 1,4-dimethylanthraquinone, 1-methoxyanthraquinone, or benzanthraquinone), halomethyltriazines, benzophenones and derivatives thereof, iodonium and sulfonium salts, titanium complexes such as bis(eta-5-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl] Titanium (e.g. CGI784DC from Ciba Specialty Chemicals), and halonitrobenzenes (e.g. 4-bromomethylnitrobenzene), mono- and bisacylphosphines (e.g. IRGACURE 1700, IRGACURE 1800, IRGACURE 1850, and DAROCUR from Ciba Specialty Chemicals). 4265). In one embodiment, two or more photoinitiators are used. For example, one or more spectral sensitizers (eg, dyes) may be used in conjunction with the photoinitiator to increase the sensitivity of the photoinitiator to a particular actinic radiation source.
一実施形態では、研磨複合材は、約１５重量％～約３５重量％、具体的には約２２重量％～約２８重量％、より具体的には約２４重量％～約２７重量％の軟質架橋性バインダー成分を含む。一実施形態では、研磨複合材は、約８重量％～約２８重量％、具体的には約１０重量％～約１５重量％、より具体的には約１１重量％～約１４重量％の硬質架橋性バインダー成分を含む。一実施形態では、研磨複合材は、約０．５重量％～約５重量％、具体的には約０．６重量％～約１重量％、より具体的には約０．７重量％～約０．９重量％の付加重合を開始することができる材料を含む。 In one embodiment, the abrasive composite comprises from about 15% to about 35%, specifically from about 22% to about 28%, more specifically from about 24% to about 27% by weight soft Contains a crosslinkable binder component. In one embodiment, the abrasive composite comprises from about 8% to about 28%, specifically from about 10% to about 15%, more specifically from about 11% to about 14% by weight of hard Contains a crosslinkable binder component. In one embodiment, the abrasive composite comprises from about 0.5% to about 5%, specifically from about 0.6% to about 1%, more specifically from about 0.7% to Contains about 0.9% by weight of materials capable of initiating addition polymerization.
バインダーは、付加重合機構を通して放射線硬化性であってもよい。バインダーと微粒子状粒子との間の会合架橋を促進するために、シランカップリング剤が微粒子状粒子とバインダー前駆体とのスラリー中に含まれてもよい。一実施形態では、シランカップリング剤は、約０重量％～約１重量％、具体的には約０．０５重量％～約０．４重量％、より具体的には約０．１重量％～約０．３重量％の量で存在してもよい。しかしながら、当業者は、例えば、鉱物のサイズに応じて、他の量も使用され得ることを理解するであろう。好適なシランカップリング剤としては、例えば、メタクリルオキシプロピルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、３，４－エポキシシクロヘキシルメチルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びガンマ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（例えば、Ｗｉｔｃｏ Ｃｏｒｐ．ｏｆ Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，Ｃｏｎｎ．からそれぞれ商品名Ａ－１７４、Ａ－１５１、Ａ－１７２、Ａ－１８６、Ａ－１８７、及びＡ－１８９で入手可能なもの）、アリルトリエトキシシラン、ジアリルジクロロシラン、ジビニルジエトキシシラン、メタパラスチリルエチルトリメトキシシラン（例えば、Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｂｒｉｓｔｏｌ，Ｐａ．からそれぞれ商品名Ａ０５６４、Ｄ４０５０、Ｄ６２０５、及びＳ１５８８として市販のもの）、ジメチルジエトキシシラン、ジヒドロキシジフェニルシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラノール、３－（２－アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラエチルオルトシリケート、テトラメチルオルトシリケート、エチルトリエトキシシラン、アミルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、アミルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、並びにこれらの混合物が挙げられる。 Binders may be radiation curable through an addition polymerization mechanism. A silane coupling agent may be included in the slurry of particulate particles and binder precursor to promote associative cross-linking between the binder and the particulate particles. In one embodiment, the silane coupling agent is about 0 wt% to about 1 wt%, specifically about 0.05 wt% to about 0.4 wt%, more specifically about 0.1 wt%. It may be present in amounts of up to about 0.3% by weight. However, those skilled in the art will appreciate that other amounts may also be used, depending, for example, on the size of the mineral. Suitable silane coupling agents include, for example, methacryloxypropylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, 3,4-epoxycyclohexylmethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. , and gamma-mercaptopropyltrimethoxysilane (available, for example, from Witco Corp. of Greenwich, Conn. under the trade designations A-174, A-151, A-172, A-186, A-187, and A-189, respectively). possible), allyltriethoxysilane, diallyldichlorosilane, divinyldiethoxysilane, meta-para-styrylethyltrimethoxysilane (e.g., from United Chemical Industries, Bristol, Pa. under the trade designations A0564, D4050, D6205, and S1588, respectively). commercially available), dimethyldiethoxysilane, dihydroxydiphenylsilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilanol, 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, Methyltriethoxysilane, Tetraethylorthosilicate, Tetramethylorthosilicate, Ethyltriethoxysilane, Amyltriethoxysilane, Ethyltrichlorosilane, Amyltrichlorosilane, Phenyltrichlorosilane, Phenyltriethoxysilane, Methyltrichlorosilane, Methyldichlorosilane, Dimethyl Dichlorosilane, dimethyldiethoxysilane, and mixtures thereof.
単官能性アクリルモノマー、熱フリーラジカル開始剤、促進剤、ポリマーワックス又はビーズ、レベリング剤、湿潤剤、艶消し剤、着色剤、染料、顔料、滑剤、接着促進剤、充填剤、レオロジー調整剤、チキソトロープ剤、可塑剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、分散剤、酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑剤、不透明化剤、消泡剤、抗菌剤、殺真菌剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない他の材料を、特殊な目的のために研磨複合材に添加することができる。一実施形態では、添加剤は、有機物である。一実施形態では、研磨複合材は、最大約１重量％、具体的には約０．１重量％～約０．８重量％、より具体的には約０．２重量％～約０．６重量％の分散剤を含む。一実施形態では、研磨複合材は、最大約１重量％、具体的には約０．０５重量％～約０．４重量％、より具体的には約０．１重量％～約０．３重量％のカップリング剤を含む。一実施形態では、研磨複合材は、最大約１重量％、具体的には最大約０．３重量％、より具体的には最大約０．２重量％の着色剤を含む。一実施形態では、研磨複合材は、約１５重量％～約３５重量％、具体的には約２２重量％～約２８重量％、より具体的には約２６．８重量％の軟質架橋性バインダー成分；約８重量％～約２８重量％、具体的には約２２重量％～約１５重量％、より具体的には約１２．６重量％の硬質架橋性バインダー成分；約０．５重量％～約５重量％、具体的には約０．６重量％～約１重量％、より具体的には約０．８重量％の光開始剤；約２５重量％～約５５重量％、具体的には約３５重量％～約４５重量％、より具体的には約４２．１重量％の第１の微粒子状粒子；及び約１重量％～約２５重量％、具体的には約１２重量％～約２０重量％、より具体的には約１６．９重量％の第２の微粒子状粒子を含む。 monofunctional acrylic monomers, thermal free radical initiators, accelerators, polymeric waxes or beads, leveling agents, wetting agents, matting agents, colorants, dyes, pigments, lubricants, adhesion promoters, fillers, rheology modifiers, Thixotropic agents, plasticizers, UV absorbers, UV stabilizers, dispersants, antioxidants, antistatic agents, lubricants, opacifiers, antifoam agents, antibacterial agents, fungicides, and combinations thereof. Other materials, including but not limited to these, can be added to the abrasive composites for special purposes. In one embodiment, the additive is organic. In one embodiment, the abrasive composites are up to about 1 weight percent, specifically from about 0.1 weight percent to about 0.8 weight percent, more specifically from about 0.2 weight percent to about 0.6 weight percent. Contains weight percent dispersant. In one embodiment, the abrasive composites are up to about 1 weight percent, specifically from about 0.05 weight percent to about 0.4 weight percent, more specifically from about 0.1 weight percent to about 0.3 weight percent. Includes weight percent coupling agent. In one embodiment, the abrasive composites comprise up to about 1 weight percent, specifically up to about 0.3 weight percent, more specifically up to about 0.2 weight percent colorant. In one embodiment, the abrasive composite comprises from about 15% to about 35%, specifically from about 22% to about 28%, more specifically about 26.8% by weight of a soft crosslinkable binder Component; about 8 wt% to about 28 wt%, specifically about 22 wt% to about 15 wt%, more specifically about 12.6 wt% rigid crosslinkable binder component; about 0.5 wt% to about 5%, specifically about 0.6% to about 1%, more specifically about 0.8%, by weight photoinitiator; about 25% to about 55%, specifically from about 35% to about 45%, more specifically about 42.1% by weight of first particulate particles; and from about 1% to about 25%, specifically about 12% by weight. to about 20% by weight, more specifically about 16.9% by weight of the second particulate particles.
研磨複合材は、バインダー相及び鉱物相を含むが、鉱物相は研磨複合材の擦り磨き能力に寄与せず、充填剤としてより機能する。むしろ、擦り磨き性能は、全体としてバインダー相及び鉱物相の特性から生じる。 Abrasive composites contain a binder phase and a mineral phase, but the mineral phase does not contribute to the scrubbing ability of the abrasive composite and functions more as a filler. Rather, scuff performance results from the properties of the binder and mineral phases as a whole.
一実施形態では、研磨複合材は、基材に取り付けられた複数の精密成形された研磨複合材を含む構造化研磨物品を形成するために使用される。本明細書で使用するとき、「精密成形された研磨複合材」は、軟質鉱物粒子も含有する流動性混合物の１つ以上のバインダー成分を硬化させることによって形成された形状を有する研磨複合材を指し、その間、混合物は、バッキング上に担持され、製造ツールの表面上のキャビティを充填する。そのような精密成形された研磨複合材は、キャビティの形状と正確に同じ形状を有する。一実施形態では、研磨複合材は角錐形であってもよく、その寸法は実質的に正確である。 In one embodiment, abrasive composites are used to form a structured abrasive article that includes a plurality of precision-shaped abrasive composites attached to a backing. As used herein, "precision-formed abrasive composites" refer to abrasive composites having shapes formed by curing one or more binder components of a flowable mixture that also contains soft mineral particles. during which the mixture is carried on the backing and fills the cavities on the surface of the production tool. Such precision molded abrasive composites have a shape that is exactly the same as the shape of the cavity. In one embodiment, the abrasive composites may be pyramid-shaped and the dimensions are substantially accurate.
構造化研磨物品を形成する場合、複数の精密成形された研磨複合材は、基材の少なくとも１つの主表面に取り付けられる。精密成形された研磨複合材は、基材の表面から外向きに突出する三次元形状を提供する。研磨複合材は、パターン（すなわち、非ランダム配列）又はランダム配列のいずれかで基材上に配置することができる。一実施形態では、研磨複合材は、ある程度の反復性を示す非ランダム配列で基材上に配置される。 When forming a structured abrasive article, a plurality of precision-shaped abrasive composites are attached to at least one major surface of the backing. Precision-formed abrasive composites provide a three-dimensional shape that projects outwardly from the surface of the substrate. The abrasive composites can be arranged on the substrate in either a pattern (ie, non-random arrangement) or a random arrangement. In one embodiment, the abrasive composites are arranged on the substrate in a non-random arrangement that exhibits some degree of repeatability.
本発明の基材に好適な材料としては、ポリマーフィルム、紙、布、金属フィルム、バルカナイズドファイバー、不織布基材、これらの組み合わせ、及びこれらの化学的に処理されたものが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、基材は、ポリエステル又はポリウレタンフィルムなどのポリマーフィルムである。一実施形態では、基材は紫外線放射に対して透明である。一実施形態では、基材は、ポリ（エチレン－コ－アクリル酸）又はＵＶ硬化性「タイコート」層などの接着促進層でコーティングされるか、又はコロナ若しくは火炎処理又は電子ビーム照射などの接着促進表面改質を受ける。基材は、コーティングされた研磨物品が形成された後に、別の基材に積層することができる。例えば、基材は、可撓性又は剛性のポリウレタンフォーム材料に積層することができ、ユーザによる研磨材の効果的な操作のための手段を提供する。 Suitable materials for the substrates of the present invention include polymeric films, papers, cloths, metal films, vulcanized fibers, nonwoven substrates, combinations thereof, and chemically treated versions thereof. Not limited. In one embodiment, the substrate is a polymer film such as a polyester or polyurethane film. In one embodiment, the substrate is transparent to ultraviolet radiation. In one embodiment, the substrate is coated with an adhesion promoting layer such as a poly(ethylene-co-acrylic acid) or UV curable "tie coat" layer, or an adhesion promoter such as corona or flame treatment or electron beam irradiation. undergo accelerated surface modification; The substrate can be laminated to another substrate after the coated abrasive article is formed. For example, the substrate can be laminated to a flexible or rigid polyurethane foam material to provide a means for effective manipulation of the abrasive by the user.
製造ツールを使用して、精密成形された研磨コーティングを有する研磨物品を形成するか、又は精密成形された研磨複合材を製造することができる。製造ツールは、主平面を画定する表面を有し、主平面は、主平面から窪みとして拡張する複数のキャビティを含む。これらのキャビティは、研磨複合材の逆形状を画定し、研磨複合材の形状、サイズ、及び配置を生成する役割を果たす。キャビティは、研磨複合材又は研磨複合材粒子に適した幾何学的形状の逆である本質的に任意の幾何学的形状で提供することができる。例えば、研磨複合材は、立方体、円筒形、角柱形、半球形、長方形、角錐形、切頭角錐形、円錐形、切頭円錐形、及び平坦な上面を有する柱状であってもよい。キャビティの寸法は、研磨複合材の所望の面密度を達成するように選択される。一実施形態では、キャビティは、隣接するキャビティが互いに当接するドット状パターンで存在することができる。一実施形態では、キャビティの形状は、研磨複合材の表面積がバッキングから離れると減少するように選択される。 The manufacturing tool can be used to form abrasive articles with precision-shaped abrasive coatings or to manufacture precision-shaped abrasive composites. The manufacturing tool has a surface defining a major plane, the major plane including a plurality of cavities extending as recesses from the major plane. These cavities define the inverse shape of the abrasive composites and serve to create the shape, size, and placement of the abrasive composites. The cavities can be provided in essentially any geometry that is the inverse of the geometry suitable for abrasive composites or abrasive composite particles. For example, the abrasive composites may be cubic, cylindrical, prismatic, hemispherical, rectangular, pyramidal, truncated pyramidal, conical, truncated conical, and prismatic with a flat top surface. The dimensions of the cavities are selected to achieve the desired areal density of the abrasive composites. In one embodiment, the cavities may be present in a dot-like pattern with adjacent cavities abutting each other. In one embodiment, the shape of the cavity is selected such that the surface area of the abrasive composite decreases away from the backing.
製造ツールは、ベルト、シート、連続シート若しくはウェブ、輪転グラビアロールなどのコーティングロール、コーティングロール上に取り付けられたスリーブ、又はダイの形態を取ることができる。一実施形態では、製造ツールは、マスターツールから複製される。マスターツールは、フォトリソグラフィー、ローレット切り、彫刻、ホブ切り、電鋳、及びダイヤモンド旋削を含むがこれらに限定されない、当業者に既知の任意の従来技術によって製造することができる。米国特許第５，８５１，２４７号（Ｓｔｏｅｔｚｅｌら）は、マスターツールから複製することができる熱可塑性材料で作製された製造ツールを記載しており、これは参照により本明細書に組み込まれる。製造ツールがマスターツールから複製されるとき、マスターツールには、製造ツールに望まれるパターンの逆が提供される。一実施形態では、マスターツールは、ニッケルめっきアルミニウム、ニッケルめっき銅、又はニッケルめっき青銅などのニッケルめっき金属から作製される。熱可塑性材料がマスターツールパターンでエンボス加工されるように、マスターツール及び／又は熱可塑性シートを加熱しながら、熱可塑性材料のシートをマスターツールに押し付けることによって、マスターツールから製造ツールを複製することができる。あるいは、熱可塑性材料は、マスターツール上に直接押出成形又はキャストされ得る。次に、熱可塑性材料を固体状態まで冷却し、マスターツールから分離して製造ツールを製造する。製造ツールは、任意選択で、研磨物品のより容易な剥離を可能にする剥離コーティングを含有してもよい。好適な剥離コーティングの例としては、シリコーン及びフルオロケミカルが挙げられるが、これらに限定されない。製造ツールの製造のための好ましい方法は、米国特許第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，６５８，１８４号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、及び１９９７年９月３日に出願された米国特許出願第０８・９２３，８６２号、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｋｎｕｒｌｉｎｇ ａ Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍｏｌｄｉｎｇ ａｎ Ａｒｔｉｃｌｅ ｗｉｔｈ Ｓｕｃｈ Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ａｎｄ Ｓｕｃｈ Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅ」（Ｈｏｏｐｍａｎ）に開示されており、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。 The manufacturing tool can take the form of a belt, sheet, continuous sheet or web, a coating roll such as a rotogravure roll, a sleeve mounted on the coating roll, or a die. In one embodiment, the manufacturing tool is replicated from a master tool. The master tool can be manufactured by any conventional technique known to those skilled in the art, including but not limited to photolithography, knurling, engraving, hobbing, electroforming, and diamond turning. US Pat. No. 5,851,247 (Stoetzel et al.) describes a manufacturing tool made of thermoplastic material that can be replicated from a master tool, which is incorporated herein by reference. When the manufacturing tool is replicated from the master tool, the master tool is provided with the inverse of the pattern desired for the manufacturing tool. In one embodiment, the master tool is made from nickel-plated metal, such as nickel-plated aluminum, nickel-plated copper, or nickel-plated bronze. Replicating a manufacturing tool from a master tool by pressing a sheet of thermoplastic material against the master tool while heating the master tool and/or the thermoplastic sheet such that the thermoplastic material is embossed with the master tool pattern. can be done. Alternatively, the thermoplastic material can be extruded or cast directly onto the master tool. The thermoplastic material is then cooled to a solid state and separated from the master tool to produce a production tool. The manufacturing tool may optionally contain a release coating that allows for easier release of the abrasive article. Examples of suitable release coatings include, but are not limited to, silicones and fluorochemicals. Preferred methods for the manufacture of manufacturing tools are disclosed in U.S. Pat. No. 08/923,862, "Method and Apparatus for Knurling a Workpiece, Method of Molding an Article with Such Workpiece, and Such Molded Article" (Hoopman). and these disclosures are incorporated herein by reference. incorporated into the specification.
硬化前の研磨複合材のレオロジーは、研磨物品を形成するために使用される場合、製造ツールのキャビティに高い忠実度でコーティングされるその能力にとって重要である。一実施形態では、構造化研磨物品は、最初に、バインダー前駆体と複数の鉱物との混合物を含有する流動性かつ硬化性のスラリーを、製造ツールの外面上に含まれるキャビティに導入して、そのようなキャビティを充填することによって作製することができる。次いで、スラリーが基材の１つの主表面を濡らして中間物品を形成するように、充填されたキャビティ上の製造ツールの外面に基材を導入する。次に、中間物品が製造ツールの外面から離れる前にバインダーを硬化させて、コーティングされた構造化研磨物品を形成する。次に、コーティングされた構造化研磨物品を製造ツールの表面から取り外す。 The rheology of the abrasive composite before curing is important to its ability to be coated with high fidelity into the cavities of manufacturing tools when used to form abrasive articles. In one embodiment, the structured abrasive article is prepared by first introducing a flowable, curable slurry containing a mixture of a binder precursor and a plurality of minerals into a cavity contained on the outer surface of the production tool, It can be made by filling such cavities. The substrate is then introduced to the outer surface of the manufacturing tool over the filled cavity such that the slurry wets one major surface of the substrate to form the intermediate article. The binder is then cured before the intermediate article leaves the outer surface of the production tool to form a coated structured abrasive article. The coated structured abrasive article is then removed from the surface of the production tool.
別の実施形態では、構造化研磨物品は、スラリーが基材の前面を濡らして中間物品を形成するように、バインダー前駆体と複数の鉱物との混合物を含有する流動性かつ硬化性スラリーを基材の前面上に最初に導入することによって作製することができる。次に、スラリーは、キャビティが充填されるように、その外面に複数のキャビティを有する製造ツールの外面に対して中間物品の支持側に導入される。次に、中間物品が製造ツールの外面から離れる前にバインダー前駆体を硬化させて、コーティングされた構造化研磨物品を形成する。次に、コーティングされた構造化研磨物品を製造ツールの表面から取り外す。 In another embodiment, the structured abrasive article is based on a flowable, curable slurry containing a mixture of a binder precursor and a plurality of minerals such that the slurry wets the front surface of the backing to form the intermediate article. It can be made by first introducing it on the front side of the material. The slurry is then introduced on the support side of the intermediate article against the outer surface of a manufacturing tool having a plurality of cavities on its outer surface such that the cavities are filled. The binder precursor is then cured to form a coated structured abrasive article before the intermediate article leaves the outer surface of the production tool. The coated structured abrasive article is then removed from the surface of the production tool.
記載された方法の両方において、一実施形態では、工程は連続的に実施され、本発明の構造化研磨物品を作製する効率的な方法を提供する。 In both of the methods described, in one embodiment the steps are performed sequentially to provide an efficient method of making the structured abrasive articles of the present invention.
実際に、構造化研磨物品は洗浄物品として使用される。洗浄物品は、拭き取り構造、ハンドパッド、又はハンドル付き商品が挙げられるが、これらに限定されない、様々な形態をとることができる。図１に示される拭き取り構造において、洗浄物品は、研磨複合材及び基材を含む。拭き取り形態である場合、基材は、不織布、織布、発泡体などであるがこれらに限定されない、実質的に薄く可撓性の材料を含んでもよい。 In practice, structured abrasive articles are used as cleaning articles. Cleaning articles can take a variety of forms including, but not limited to, wiping structures, hand pads, or items with handles. In the wiping structure shown in Figure 1, the cleaning article includes an abrasive composite and a substrate. When in wipe form, the substrate may comprise a substantially thin, flexible material such as, but not limited to, nonwovens, wovens, foams, and the like.
図２に示されるように、洗浄物品がハンドパッドの形態である場合、構造化研磨物品は、ユーザが洗浄物品をより良好に把持することを可能にすることを含む適合性材料などの基材に取り付けられてもよい。構造化研磨物品が洗浄される表面の周りに適合することを可能にする、任意の材料を使用することができる。一実施形態では、基材としては、ゴム／エラストマー又はゲル材料を含む発泡体若しくは軟質ポリマーネットワークを挙げることができるが、これらに限定されない。これにより、ユーザは、より効果的な洗浄のために構造化研磨物品をより良好に操作することができる。このような構造では、洗浄物品は、基材の第１の面及び発泡体層に隣接して配置された基材の第２の面に隣接して配置された研磨複合材を含む。発泡体層は、機械的手段又は接着手段を含むがこれらに限定されない、当業者に公知の任意の手段によって基材に取り付けられてもよい。 As shown in FIG. 2, when the cleaning article is in the form of a hand pad, the structured abrasive article includes a substrate such as a conformable material that allows the user to better grip the cleaning article. may be attached to the Any material that allows the structured abrasive article to conform around the surface to be cleaned can be used. In one embodiment, substrates can include, but are not limited to, foams or flexible polymer networks including rubber/elastomer or gel materials. This allows the user to better manipulate the structured abrasive article for more effective cleaning. In such constructions, the cleaning article includes abrasive composites positioned adjacent the first side of the substrate and the second side of the substrate positioned adjacent the foam layer. The foam layer may be attached to the substrate by any means known to those skilled in the art including, but not limited to, mechanical means or adhesive means.
使用時、構造化研磨物品は、図３に見られるように、グリップ又はハンドルに取り付けられてもよい。構造化研磨物品は、取り付け機構によってグリップ又はハンドルに恒久的に又は取り外し可能に取り付けられてもよい。グリップ又はハンドルは、当業者に既知の任意の手段によって構造化研磨物品に取り付けられてもよい。例示的な取り付け方法としては、機械的手段又は接着手段が挙げられる。１つの例示的な機械的取り付け機構は、プラスチックスナップを使用することを含む。例えば、構造化研磨物品は、グリップ又はハンドルの挿入可能部分を、構造化研磨物品に取り付けられたシュー又はカップに係合させることによって、グリップ又はハンドルに取り付けることができる。シュー又はカップは、接着剤又は機械的手段によって構造化研磨物品に取り付けられてもよい。この係合をもたらすために、ユーザは、グリップ又はハンドルの挿入可能部分を構造化研磨物品のカップ又はシューに挿入し、グリップ又はハンドルをカップ又はシューの中／上にしっかりと導くように押すか又は力を加える。ユーザの力は、グリップ又はハンドルの挿入可能部分内の少なくとも１つのスナップを内側に屈曲又は押し込む。これは、挿入可能部分がカップ又はシューの中に摺動することを可能にする。スナップがカップ又はシュー上の対応するスロットと位置合わせされると、スナップはスロットに入り、概ね元の非屈曲（弛緩）位置に戻る。このようにして、スナップは、構造化研磨物品に取り付けられたカップ又はシューのスロットと係合する。この係合位置において、スナップは、構造化研磨物品をグリップ又はハンドルに取り付け、構造化研磨物品を定位置に保持する。 In use, the structured abrasive article may be attached to a grip or handle, as seen in FIG. A structured abrasive article may be permanently or removably attached to a grip or handle by an attachment mechanism. A grip or handle may be attached to the structured abrasive article by any means known to those of ordinary skill in the art. Exemplary attachment methods include mechanical means or adhesive means. One exemplary mechanical attachment mechanism includes using plastic snaps. For example, a structured abrasive article can be attached to a grip or handle by engaging an insertable portion of the grip or handle with a shoe or cup attached to the structured abrasive article. A shoe or cup may be attached to the structured abrasive article by adhesive or mechanical means. To effect this engagement, the user inserts the insertable portion of the grip or handle into the cup or shoe of the structured abrasive article and pushes or pushes to guide the grip or handle firmly into/onto the cup or shoe. Or apply force. The force of the user bends or pushes inwardly at least one snap within the insertable portion of the grip or handle. This allows the insertable portion to slide into the cup or shoe. When the snap is aligned with a corresponding slot on the cup or shoe, the snap enters the slot and returns to its generally original unflexed (relaxed) position. In this manner, the snap engages a slot in a cup or shoe attached to the structured abrasive article. In this engaged position, the snap attaches the structured abrasive article to the grip or handle and holds the structured abrasive article in place.
一実施形態では、構造化研磨物品がグリップ又はハンドルに取り付けられる場合、追加の層が構造化研磨物品とハンドル又はグリップとの間に配置される。例えば、発泡体、軟質ポリマー、又は他の適合性材料の層が、構造化研磨物品とグリップ又はハンドルとの間に配置されてもよい。この実施形態では、発泡体層は、機械的手段又は接着手段が挙げられるが、これらに限定されない、当技術分野において既知の任意の手段によって構造化研磨物品に取り付けることができる。次いで、グリップ又はハンドルを発泡体層に（恒久的に又は取り外し可能に）取り付ける。洗浄物品の全体構造は、基材の第１の面、発泡体層の第１の面に隣接して配置された基材の第２の面、及びハンドル又はグリップに隣接して配置されて取り付けられた発泡体層の第２の面、に隣接して配置された研磨複合材を含む。 In one embodiment, when the structured abrasive article is attached to a grip or handle, an additional layer is disposed between the structured abrasive article and the handle or grip. For example, a layer of foam, soft polymer, or other conformable material may be placed between the structured abrasive article and the grip or handle. In this embodiment, the foam layer can be attached to the structured abrasive article by any means known in the art including, but not limited to, mechanical means or adhesive means. A grip or handle is then attached (permanently or removably) to the foam layer. The overall structure of the cleaning article includes a first surface of the substrate, a second surface of the substrate positioned adjacent the first surface of the foam layer, and a handle or grip positioned adjacent to the attachment. an abrasive composite disposed adjacent to the second side of the foam layer;
いくつかの実施形態では、取り付け機構は、グリップ又はハンドル上に作動ボタン又はスイッチを含む。作動ボタンが押されると、構造化研磨物品は、グリップ又はハンドルへの取り付けから排出又は放出される。この実施形態では、ユーザは、ボタン又はスイッチを作動させることによって作動機構を作動させることができ、次いで、グリップ又はハンドルの挿入可能部分を構造化研磨物品のシュー又はカップに挿入することができる。ボタン又はスイッチが作動されると、グリップ又はハンドル上のスナップが、内側に屈曲又は押す。これにより、構造化研磨物品がグリップ又はハンドル上で容易に摺動することを可能にする。構造化研磨物品をグリップ又はハンドル上にしてから、ユーザは、ボタン又はスイッチを元の位置に離すか又は動かす。これにより、スナップがシュー又はカップ上のスロットと係合し、構造化研磨物品をグリップ又はハンドル上の定位置にしっかりと保持する。 In some embodiments, the attachment mechanism includes an activation button or switch on the grip or handle. When the activation button is pressed, the structured abrasive article is ejected or ejected from its attachment to the grip or handle. In this embodiment, the user can activate the actuation mechanism by actuating a button or switch and then insert the insertable portion of the grip or handle into the shoe or cup of the structured abrasive article. A snap on the grip or handle bends or pushes inward when the button or switch is actuated. This allows the structured abrasive article to slide easily over the grip or handle. After placing the structured abrasive article on the grip or handle, the user releases or moves the button or switch to its original position. This causes the snaps to engage slots on the shoe or cup to securely hold the structured abrasive article in place on the grip or handle.
グリップ又はハンドルから構造化研磨物品を外すために、ユーザはボタン又はスイッチを作動させる。これにより、スナップを内側に押すか又は屈曲させ、スナップをスロットから解放するのに十分な力を生み出す。スナップは、それらが内側に屈曲することができるような曲げ運動が可能であり、グリップ又はハンドルから構造化研磨物品を解放するための追加の「弾力性」を提供する。スナップが内側に押されると、構造化研磨物品は、挿入可能部分から外れる。このようにして、構造化研磨物品は、ユーザが構造化研磨物品に触れる必要なく、グリップ又はハンドルから容易に外される。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、説明された特定の実施形態に対して様々な修正及び変更を行うことができる。 A user actuates a button or switch to disengage the structured abrasive article from the grip or handle. This pushes or bends the snap inwards, creating enough force to release the snap from the slot. Snaps are capable of bending motion such that they can flex inwardly, providing additional "resilience" to release the structured abrasive article from the grip or handle. When the snaps are pushed inward, the structured abrasive article disengages from the insertable portion. In this manner, the structured abrasive article is easily removed from the grip or handle without the user having to touch the structured abrasive article. Various modifications and changes may be made to the particular embodiments described without departing from the spirit and scope of the disclosure.
グリップ又はハンドルは、任意の好適な材料から作製されてもよい。いくつかの実施形態では、グリップ又はハンドルは成形されてもよい。いくつかの実施形態では、グリップ又はハンドルは、アクリロニトリルブタジエン（ＡＢＳ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、又は耐衝撃性ポリスチレンなどのポリマー材料から作製される。いくつかの実施形態では、ハンドルは、ツールに対するユーザの把持を強化するように設計された「オーバーモールド」構成要素を特徴としてもよい。そのような構成要素は、概して、ウレタン系エラストマー、又はスチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、若しくはスチレン－エチレン－ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）材料のような炭化水素系ブロックコポリマーエラストマーから作製される。 A grip or handle may be made from any suitable material. In some embodiments, the grip or handle may be molded. In some embodiments, the grip or handle is made from polymeric materials such as acrylonitrile butadiene (ABS), polyethylene, polypropylene, polycarbonate, or high impact polystyrene. In some embodiments, the handle may feature an "overmolded" component designed to enhance the user's grip on the tool. Such components are generally urethane-based elastomers or hydrocarbon-based materials such as styrene-isoprene-styrene (SIS), styrene-butadiene-styrene (SBS), or styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) materials. Made from block copolymer elastomers.
本発明について、単なる例示を目的とする以下の実施例でより詳細に記述しており、それは、本発明の範囲内の多数の変更及び変形が、当業者に明らかにされるからである。特に記載のない限り、以下の実施例で報告される全ての部、百分率、及び比率は、重量基準である。 The present invention is described in more detail in the following examples, which are intended for purposes of illustration only, as numerous modifications and variations within the scope of the invention will become apparent to those skilled in the art. All parts, percentages and ratios reported in the following examples are by weight unless otherwise indicated.
試験方法
物品洗浄効力試験（食品汚れ洗浄）
物品洗浄効力試験を、米国特許第５，６２６，５１２号（Ｐａｌａｉｋｉｓら）に記載されているものと概ね同様の方法で行った。厚さ５ｍｍ、直径４インチのステンレス鋼ディスクを、１２０グラムの乳、６０グラムのチェダーチーズ、１２０ｇのハンバーガー、１２０ｇのトマトジュース、１２０ｇのチェリージュース、２０グラムの小麦粉、及び１００グラムのグラニュー糖、並びに１個の卵から作製された食品汚れ混合物でコーティングした。コーティングしたパネルを、２３０℃のオーブン内で１時間焼成した。上記のコーティング及び硬化プロセスを、３回繰り返して、パネル上に均一なコーティングを得た。許容可能な食品汚れコーティング重量は、少なくとも０．９グラムに等しいものとする。ポリマーフィルムに固定された精密成形された研磨複合材を含む約１インチ２の試験サンプルを、各研磨物品のより大きなサンプルから切断した。サンプルを、その上に５ポンドの重りを有する単一の指状突起（約０．０８インチ２のサンプルとの接触面積を有する）によって厚さ１インチの発泡体片を介して伝達される力によって食品汚れディスクに接触させた。重り、指状突起、発泡体、及び研磨試料を含むアセンブリを、トラックをガイドとして使用することによって、コーティングされたパネルの研磨された領域がきれいになるまで（コーティングした材料がパネル上に視覚的に残らなくなるまで）、コーティングしたパネルの上で、手で押し／引きした。移動長さは２インチであった。きれいなパネルをもたらすために必要とされるサイクル数（前後の移動は、毎分約４５サイクルの速度での１サイクルに等しい）を記録した。
Test method Product cleaning efficacy test (food stain cleaning)
The warewashing efficacy test was conducted in a manner generally similar to that described in US Pat. No. 5,626,512 (Palaikis et al.). A 5 mm thick, 4 inch diameter stainless steel disc was coated with 120 grams of milk, 60 grams of cheddar cheese, 120 grams of hamburger, 120 grams of tomato juice, 120 grams of cherry juice, 20 grams of flour, and 100 grams of granulated sugar. and coated with a food soil mixture made from one egg. The coated panel was baked in an oven at 230°C for 1 hour. The above coating and curing process was repeated three times to obtain a uniform coating on the panel. An acceptable food soil coating weight shall be at least equal to 0.9 grams. Approximately 1 inch 2 test samples containing precision-formed abrasive composites secured to polymer films were cut from larger samples of each abrasive article. The sample was subjected to a force transmitted through a 1 inch thick piece of foam by a single finger (having a contact area with the sample of approximately 0.08 inch2 ) with a 5 pound weight on it. was brought into contact with the food soil disc. Using the track as a guide, the assembly containing the weight, finger, foam, and abrasive sample was used until the abraded area of the coated panel was clean (coated material was visually visible on the panel). hand pushed/pulled on the coated panel until no residue remained). The travel length was 2 inches. The number of cycles (back and forth movement equals one cycle at a speed of about 45 cycles per minute) required to yield a clean panel was recorded.
擦傷試験手順
ポリマーフィルムに固定された精密成形された研磨複合材を含む約３ｃｍ２の寸法の試験サンプルを、各研磨物品のより大きなサンプルから切断した。試験サンプルを試験者の親指の面で試験表面に押し込み、約５ポンドの力を加え、５秒間、表面上で前後に押し引きした。次に、表面仕上げの変化について表面を視覚的に調べた。試験したポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）表面は、非粘着性フライパンの表面であり、クロム表面は、電気コイル調理レンジ用のドリップパンの表面であった。
Abrasion Test Procedure A test sample measuring approximately 3 cm 2 containing precision molded abrasive composites secured to a polymeric film was cut from a larger sample of each abrasive article. The test sample was pressed into the test surface with the side of the tester's thumb, applying approximately 5 pounds of force and pushing and pulling back and forth on the surface for 5 seconds. The surface was then visually inspected for changes in surface finish. The poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) surface tested was a non-stick frying pan surface and the chrome surface was a drip pan surface for electric coil cooking ranges.
耐久性試験（研磨重量損失）
この試験を用いて、研磨物品の耐久性を決定し、試験は、各研磨物品試料を研磨材料上で前後に擦ることを伴い、試験後に重量損失パーセントを記録した。より低い重量損失パーセントは、より耐久性のある製品を示した。摩耗試験を、米国特許第５，６８１，３６１号（Ｓａｎｄｅｒｓ，Ｊｒ）に記載されているのと概ね同様の方法で行った。試験サンプルサイズは、２．５インチ×９．０インチ（６３．５ｍｍ×２２８．６ｍｍ）であった。試験サンプルに加えられた下向き荷重は、２．２５ｋｇであった。温水の存在下で、調整された（慣らし運転された）Ｍ１２５ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｃｌｏｔｈベルト（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））上を前後に１００回直線的に通過させた後（移動長は約１４インチであった）、重量損失パーセントを決定した。
Durability test (abrasive weight loss)
This test was used to determine the durability of the abrasive article, and involved rubbing each abrasive article sample back and forth on the abrasive material and recording the percent weight loss after the test. A lower percent weight loss indicated a more durable product. Wear testing was conducted in a manner generally similar to that described in US Pat. No. 5,681,361 (Sanders, Jr.). The test sample size was 2.5 inches by 9.0 inches (63.5 mm by 228.6 mm). The downward load applied to the test sample was 2.25 kg. After 100 linear passes back and forth over a conditioned (break-in) M125 Diamond Cloth belt (3M Company, St. Paul, Minn.) in the presence of warm water (travel length approximately 14 inches). was) and the percent weight loss was determined.
実施例ＥＸ１～ＥＸ７
分散された軟質鉱物粒子を有するバインダー前駆体の調製
液体成分ＡＵＤＡ、ＴＭＰＴＡ、ＰＩ、ＤＩＳＰ、及びＣＡをＳＰＥＥＤＭＩＸＥＲカップに添加し、ＤＡＣ４００．２ ＶＡＣ－Ｐ ＳＰＥＥＤＭＩＸＥＲ（ＦｌａｃｋＴｅｋ，Ｉｎｃ，Ｌａｎｄｒｕｍ，ＳＣ）内で、２４００ｒｐｍで６０秒間混合した。次いで、ＴＡ及びＰＣＣをカップに添加して、２００グラムの総バッチサイズを完成し、混合物を１２００ｒｐｍで３０秒間混合した。次いで、混合物を１５０°Ｆ（６６℃）のオーブンに３０分間入れ、その後、２４００ｒｐｍで３分間混合して、バインダー前駆体と複数の軟質鉱物粒子との液体スラリーを得た。
Examples EX1 to EX7
Preparation of Binder Precursor with Dispersed Soft Mineral Particles Liquid ingredients AUDA, TMPTA, PI, DISP, and CA were added to a SPEEDMIXER cup and mixed in a DAC400.2 VAC-P SPEEDMIXER (FlackTek, Inc, Landrum, SC). , 2400 rpm for 60 seconds. TA and PCC were then added to the cup to complete a total batch size of 200 grams and the mixture was mixed at 1200 rpm for 30 seconds. The mixture was then placed in an oven at 150° F. (66° C.) for 30 minutes and then mixed at 2400 rpm for 3 minutes to obtain a liquid slurry of binder precursor and a plurality of soft mineral particles.
コーティングした研磨物品の調製
米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）（例えば、実施例１～５参照）及び米国特許第７，２６７，００号（Ｃｏｌｌｉｎｓら）（例えば、第１１欄、９～３４行参照）に記載されている方法と同様の方法を用いて、コーティングした研磨物品を調製した。所望の研磨複合材形状の逆形状に対応する複数のキャビティを有する外面を有する、製造ツールを提供した。キャビティは各々、４００～７００ミクロンの底辺長及び４５０ミクロンの高さを有する角錐の形状に似た形状を有していた。実施例ＥＸ１～Ｘ７の配合の各々について、バインダー前駆体と複数の軟質鉱物粒子との液体スラリーを製造ツールのキャビティ内にコーティングした。次いで、スラリーがバッキングの１つの主表面を濡らして中間物品を形成するように、充填されたキャビティ上の製造ツールの外面にバッキングを導入した。バッキングは、フィルムを下塗りするためにコロナ処理したポリ（エチレン－コ－アクリル酸）プライマー層（０．８１ミル厚）を有するポリエステルフィルム（３ミル厚）であった。次に、スラリー及び軟質鉱物粒子を含有する製造ツールをＵＶ放射に曝露して、バインダー前駆体を硬化させた。次に、研磨物品を製造ツールから取り外した。
Preparation of Coated Abrasive Articles US Pat. No. 5,152,917 (Pieper et al.) (see, eg, Examples 1-5) and US Pat. No. 7,267,00 (Collins et al.) (see, eg, column 11, A coated abrasive article was prepared using a method similar to that described in (see lines 9-34). A manufacturing tool was provided having an outer surface with a plurality of cavities corresponding to the inverse of the desired abrasive composite shape. The cavities each had a shape resembling a pyramid with a base length of 400-700 microns and a height of 450 microns. For each of the formulations of Examples EX1-X7, a liquid slurry of binder precursor and a plurality of soft mineral particles was coated into the cavities of the production tool. A backing was then introduced to the outer surface of the production tool over the filled cavity such that the slurry wetted one major surface of the backing to form the intermediate article. The backing was polyester film (3 mils thick) with a corona treated poly(ethylene-co-acrylic acid) primer layer (0.81 mils thick) to prime the film. The production tool containing the slurry and soft mineral particles was then exposed to UV radiation to cure the binder precursor. The abrasive article was then removed from the production tool.
次に、実施例ＥＸ１～ＥＸ７の研磨物品を、上記試験方法を使用して、洗浄効力（食品汚れ洗浄）、擦傷特性、及び耐久性（研磨重量損失）について試験した。比較のために、比較例ＣＥ１も試験した。比較例ＣＥ１は、ＢＡＳＦから入手した１インチ厚のメラミン－ホルムアルデヒド熱硬化性樹脂の標準的密度の発泡体であった。結果を表２に示す。 The abrasive articles of Examples EX1-EX7 were then tested for cleaning efficacy (food stain cleaning), mar properties, and durability (abrasive weight loss) using the test methods described above. For comparison, Comparative Example CE1 was also tested. Comparative Example CE1 was a 1 inch thick melamine-formaldehyde thermoset standard density foam obtained from BASF. Table 2 shows the results.
研磨物品の非擦傷特性は、ＵＡＤＡ：ＴＭＰＡ及び／又はＴＡ：ＰＣＣ比を調整することによって調整することができることに留意されたい。各比率の増加は、概して擦傷が少ないが、表面を洗浄するために使用されるときにより多くの労力も必要とする、より柔軟かつ適合性の研磨物品をもたらす。 Note that the non-marring properties of the abrasive article can be adjusted by adjusting the UADA:TMPA and/or TA:PCC ratio. Each ratio increase results in a softer and more conformable abrasive article that generally scratches less but also requires more effort when used to clean a surface.
当業者には、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することのない、本開示に対する様々な改変及び変更が明らかとなるであろう。本開示は、本明細書に記載した例示的な実施形態及び実施例によって不当に制限されることは意図していないこと、並びにそのような実施例及び実施形態は、以下のような本明細書に記載の特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図した本開示の範囲内の例としてのみ提示されることを理解されたい。本開示に引用される全ての参照文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 Various modifications and alterations to this disclosure will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of this disclosure. It is not intended that the present disclosure be unduly limited by the exemplary embodiments and examples set forth herein, and that such examples and embodiments are herein described as follows. It is to be understood that the foregoing is given only as examples within the scope of this disclosure, which is intended to be limited only by the claims set forth below. All references cited in this disclosure are hereby incorporated by reference in their entirety.
Claims (19)
重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）及び約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する第１の架橋性バインダー成分と、
室温を上回るＴｇを有する第２の架橋性バインダー成分と、
付加重合を開始することができる材料と、
約３以下のモース硬度値を有する微粒子状粒子と、を含む、研磨複合材。 An abrasive composite comprising:
a first crosslinkable binder component having a glass transition temperature (T g ) below room temperature and an elastic modulus of less than about 150 MPa when polymerized;
a second crosslinkable binder component having a T g above room temperature;
a material capable of initiating addition polymerization;
fine particulate particles having a Mohs hardness value of about 3 or less.
基材と、
前記基材に接着した研磨複合材と、を含み、前記研磨複合材が、
重合したときに、室温を下回るガラス転移温度（Ｔｇ）及び約１５０ＭＰａ未満の弾性率を有する第１の架橋性バインダー成分と、
室温を上回るＴｇを有する第２の架橋性バインダー成分と、
付加重合を開始することができる材料と、
約３以下のモース硬度値を有する微粒子状粒子と、を含む、構造化研磨物品。 A structured abrasive article comprising:
a substrate;
an abrasive composite adhered to the substrate, the abrasive composite comprising:
a first crosslinkable binder component having a glass transition temperature (T g ) below room temperature and an elastic modulus of less than about 150 MPa when polymerized;
a second crosslinkable binder component having a T g above room temperature;
a material capable of initiating addition polymerization;
finely divided particles having a Mohs hardness value of about 3 or less.
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