TW200927899A - Melamine methylol for abrasive products - Google Patents

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200927899 九、發明說明： 本申請案在35 U.S.C. § 119或365下主張對2007年9月21 曰申請之美國臨時申請案第60/994,830號之優先權。上述 申請案之全部教示内容以引用之方式併入本文中。 【先前技術】 曱醛為尿素甲醛及苯酚甲醛基樹脂系統之常見副產品。 在形成黏合、經塗佈及非編織研磨產品時加工該等樹脂系 統期間通常釋放游離曱醛且其可造成潛在健康危害。 已使用若干類型之淨化劑來減少游離甲醛自尿素曱酸及 笨盼曱醛樹脂之排放。在已知淨化劑中，聚丙烯醯胺與尿 素最常見。然而’如通常所使用，此等淨化劑中每一者均 造成使用其之研磨產品之效能特徵之顯著降低。 因此，對最小化或消除游離甲醛排放而不實質降低併有 其之產品之效能特徵之尿素曱醛及苯酚曱醛樹脂存在需 要。 【發明内容】 本發明大體係關於研磨產品及用於形成研磨產品之可固 化樹脂’關於形成使用具有低游離甲醛之曱醛基樹脂黏合 劑之研磨產品之方法，且關於用使用具有低游離甲醛之甲 醛基樹脂黏合劑之研磨產品研磨工件之方法。 在一實施例中，本發明係關於一種研磨產品，其包括複 數個研磨劑顆粒及由包括pH值在介於約8與約I 〇之間的範 圍内且三聚氰胺與甲醛之莫耳當量比介於約ι:ι與約1:32 之間的羥甲基三聚氰胺水性分散液之樹脂組合物固化而得 134680.doc 200927899 之樹脂黏合劑。該樹脂組合物亦包括甲醛基樹脂，諸如尿 素-甲醛或苯酚-甲醛樹脂’其中羥曱基三聚氰胺構成介於 m重量。/。與約50重量％之間的該甲絲樹脂及該經甲基三 聚氰胺之組合重量。 在另一實施例中，本發明係關於一種可固化樹脂組合 物，其包括pH值在介於約8與約1〇之間的範圍内且三聚氰 胺與甲醛之莫耳當量比介於約1:1與約1:32之間的羥甲基 三聚氰胺水性分散液。該可固化樹脂組合物亦包括甲醛基 树月曰，其中羥甲基二聚氰胺構成介於約i重量％與約別重 量％之間的該甲醛基樹脂及該羥曱基三聚氰胺之組合重 量。 本發明中亦包括一種製備包括1)11值在介於約8與約1〇之 間的範圍内且三聚氰胺與甲醛之莫耳當量比介於約1:1與 約1:3.2之間的羥曱基三聚氰胺水性分散液之可固化樹脂組 合物之方法。該方法包括將羥甲基三聚氰胺水性分散液與 曱醛基樹脂混合其中該羥曱基三聚氰胺構成介於約i重 量％與約50重量％之間的該甲醛基樹脂及該羥甲基三聚氰 胺之組合重量。 本發明之另一實施例係關於一種製備研磨產品之方法， 其包含使複數個研磨劑顆粒與可固化樹脂接觸。該可固化 樹脂包括羥甲基三聚氰胺水性分散液，其具有介於約8與 約10之間之範圍内的PH值且具有介於約1:1與約1:3 2之間 之三聚氰胺與曱醛之莫耳當量比。該可固化樹脂組合物亦 包括甲搭基樹脂’其中羥甲基三聚氰胺構成介於約1重量 134680.doc 200927899 %與約50重量％之間的該甲醛基樹脂及該羥曱基三聚氰胺 之組合重量。隨後使該可固化組合物固化以產生研磨產 品。 在另一實施例中，本發明係關於一種研磨工件表面之方 法’其包含以研磨動作將研磨產品塗覆於工件表面以移除 該工件表面之一部分。該研磨產品包括複數個研磨劑顆粒 及樹脂黏合劑。該樹脂黏合劑係自包括pH值在介於約8與 約10之間的範圍内且三聚氰胺與曱醛之莫耳當量比介於約 1:1與約1:3.2之間的羥甲基三聚氰胺水性分散液之樹脂組 合物固化而得。該樹脂組合物亦包括甲醛基樹脂，其中羥 甲基三聚氰胺構成介於約1重量％與約5〇重量0/〇之間的該甲 搭基樹脂及該羥甲基三聚氰胺之總重量。 本發明具有多種優點。舉例而言，使用包括上文所述之 甲醛基樹脂及羥甲基三聚氰胺之樹脂組合物可顯著減少在 加工樹脂組合物期間可得到之待釋放之游離甲醛量。此 外，游離曱醛之減少可發生於藉由固化該樹脂組合物得到 之甲醛基樹脂中，諸如尿素-甲醛樹脂及苯酚_曱醛樹脂。 此外’游離甲駿之減少通常可在不顯著減低併有由該樹脂 組合物固化而得之樹脂黏合劑之研磨產品效能之情況下發 生。 【實施方式】 上文將因以下對本發明之實例實施例之更具體描述而明 本發明使用m甲基三聚氰胺水性分散液，其具有介於約 134680.doc 200927899 8與約10之間之pH值（例如介於約8·5與約1 〇之間之pH值）， 且具有介於約1:1與約1:3.2之間之三聚氰胺與甲搭之莫耳 當量比。羥甲基三聚氰胺因改良之水解及熱特性而相對穩 定。此項技術中已知之習知三聚氰胺-甲醛樹脂通常由三 聚氰胺與甲醛經由兩階段反應製成，該兩階段反應亦即形 成羥甲基（-CH^OH)及羥甲基之縮合反應（或聚合反應）。通 常，一個三聚氰胺單元之羥甲基與胺基（_ΝΗ2)或與另一三

聚氰胺單元之經曱基之縮合反應係在酸性或中性條件下在 觸媒存在下進行。於一個三聚氰胺單元之羥甲基與另一三 聚氰胺單元之胺基之間的縮合形成連接兩個不同三聚氣胺 早π之亞甲基橋（·(：Η2-)。於一個三聚氰胺單元之經甲基與 聚氰胺單元之羥甲基之間的縮合形成連接兩個不同 三聚氰胺單元之二亞甲基_ (偶_〇偶个不同於該等 習知三聚氰胺-甲醛樹脂’本發明中所使用之羥甲基三聚 氰Μ藉由將三聚氰胺與甲搭在不使用任何觸媒之情況下 在驗性條件（例如ΡΗ值為8·5_10)下混合或在習知三聚氛胺-甲搭樹脂令制供縮合反應用之酸性或中性條件下混合來 製備。接著將自三聚氰胺與甲搭之間反應所形成之經甲基 :聚氰胺保持在ΡΗ值介於約8與約1G之間的驗性水性介質 中以供後續使用，例如劁傷七化m 、 J如製備包括甲醛基樹脂及羥甲基三 氰胺之樹脂組合物β不成 何特定理論㈣，驗性介質可 防止通常發生於習知三 麄„ 聚氰胺_甲醛樹脂中之廣泛縮合反 應。同樣，不受任何特定 ，束，，專，咸信因此在本發明中 所使用之羥甲基三聚氰 中’未k經歷縮合反應之經甲基 134680.doc 200927899 可用於清除諸如尿素·甲路及苯ι甲㈣脂之^基樹脂 中之游離甲醛。 ,』在實施例中’經甲基三聚氰胺水性分散液包括以用於 製備經曱基三聚氰胺分散液之三聚氰胺及甲經之總重量計 至夕約ίο重罝％之游離羥甲基三聚氰胺及低縮合三聚氰胺 。甲土游冑μ甲基二聚氰胺意謂未與另一三聚氰胺_甲 • 搭產物連接之三聚氰胺-甲駿產物。游離經甲基三聚氰胺 涵蓋由下列結構式所表示之化合物：

其中各Q獨立地為_邮、捕韻观或々(CKO办且三個 Q中之一至少-者為.-CH2〇H或_N(CH2〇H)2。”低縮合”經 甲基-聚氰胺意謂具有有限數目之經由亞甲基鍵或二亞甲 ❿ 基越橋連接於一起之三聚氰胺單元之三聚氰胺_甲搭產 物，其中該有限數目小於50。在一較佳實施例中，經甲基 :聚氣胺水性分散液包括以用於製備經甲基三聚氣胺分散 液之三聚氰胺及甲路之總重量計至少約2Q重量％，更佳至 二=重量％ ’甚至更佳至少約5〇重量%之游離及低縮合 每甲基三聚氰胺。 ^明中所使用之經甲基三聚氣胺水性分散液係藉由將 如裝1:液與於水性介質中之三聚氰胺在合適反應器(諸 備有授拌器及冷凝器之反應器）中混合來製備。混合 134680.doc 200927899 物之三聚氰胺與甲酸之莫耳比在介於約1:1與1:3 2之間之 範圍内。例如藉由添加〜〇11將甲搭水溶液之pH值調整至 介於約8與約10之間，且該溶液包括以甲路溶液之總重量 計等於或小於約6重量％之甲醇。三聚氣胺之水性介質具 有"於約7.5與約10之間之阳值，較佳具有介於約8.5盘約 U)之間之pH值’更佳具有約9與約ig之間之pH值且甚至更 佳具有約9之pH值。 0 豸常’任何合適之市t三聚氰胺及甲搭均可用於本發 明。舉例而言’可使用商品級三聚氰胺及曱醛。在一實施 〇中f H谷液為福馬林（fGrmaiin)且包括約37.5重量。 之甲越。在-較佳實施例中，將甲醇添加至甲路溶液中以 使甲酸穩定且避免形成三聚甲路。在—尤其較佳實施例 中，水溶液中甲醛之量在介於約1重量％與約10重量％曱酵 之間之範圍内，例如為約6重量％或約3重量％曱醇。 藉由添加諸如Na0H溶液（例如2N Na〇H溶液）之任何合適 〇 鹼性溶液調整三聚氰胺與甲醛之混合物的pH值以使pH值 . 介於約8與約10之間。較佳地，調整三聚氰胺與甲醛之混 . 合物的PH值以使pH值介於約8.5與約1〇之間，諸如pH值介 於約8.5與約9，5之間或介於約9與約1 〇之間。 在一特定實施例中，接著將反應混合物加熱至合適溫 度，歷時足以使三聚氰胺全部或使所添加三聚氰胺之實質 部分溶解之時段。在一更特定實施例中，將反應混合物在 介於約85 C與約95。(：之間之範圍内的温度下保持一段時 間，例如介於約3小時與約1〇小時之間（例如介於約4小時 134680.doc 200927899 與約7小時之間或介於約4·5小時與約6 75小時之間卜在另 一更特定實施例中，將反應混合物在約9〇。〇之溫度下保持 一段時間，例如約6小時45分鐘，以使所添加三聚氮胺之 全部或實質部分溶解。較佳地，在反應前調整阳值期間， 通常將反應混合物之溫度保持在rc範圍内之溫度下。 輕甲基三聚氰胺具有介於約1:1與1:3.2之間，諸如約 \ 1:1.6、約1丄7或約1:2之三聚氰胺與甲醛之莫耳比。在一 ❹ 肖定實施财’羥曱基三聚氰胺之三聚氰胺與甲醛之莫耳 比在介於約1:1與約1:2之間，更特定言之介於約1:15與約 1:2之間之範圍内。 羥甲基三聚氰胺分散液之ρΗ值在介於約8與約1〇之間之 範圍内。較佳地，pH值在介於約8.0與約9之間之範圍内。 更佳地，pH值在介於約8.2與約8·8之間之範圍内。甚至更 佳地，pH值為約8.5。 較佳地，經甲基三聚氣胺分散液之固體含量為以經甲基 ❹ 三聚氰胺水性分散液之總重量計少於約65重量％。更佳 . 地’固體含量在介於約3〇重量％與約65重量％之間之範圍 . 内。甚至更佳地，固體含量在介於約45重量％與約65重量 • %之間或介於約50重量％與約60重量％之間之範圍内，諸 如約5 9重量％。 經甲基三聚氰胺水性分散液之黏度可視分散液之特定用 途加以調整》較佳地，羥曱基三聚氰胺水性分散液在約 25°C下具有介於約50 cps與約8〇〇 cps之間之黏度◎更佳 地，在約25°C下黏度在介於約1〇〇 cps與約5〇〇 cps之間之範 134680.doc 200927899 圍内，例如約300 cps。 在一特定實施例中，本發明中所使用之羥甲基三聚氰胺 分散液具有約300 cps之黏度、約59重量％之固體含量及約 8.5之pH值。 本發明之可固化樹脂組合物包括上文所述之羥甲基三聚 氰胺水性分散液及甲醛基樹脂。羥曱基三聚氰胺構成介於 約1重里0/〇與約50重量0/〇之間的甲醛基樹脂及羥曱基三聚氰 ο 胺之組合重量。羥曱基三聚氰胺含量對應於用於製備羥甲 基三聚氰胺水性分散液之三聚氰胺及甲醛的以重量計之總 量。在一特定實施例中，羥甲基三聚氰胺構成介於約5重 量％與約30重量％之間的曱醛基樹脂及羥曱基三聚氰胺之 組合重量。在另一特定實施例中，羥甲基三聚氰胺構成介 於約5重量％與約2〇重量％之間的曱醛基樹脂及羥甲基三聚 氰胺之組合重量。在另一特定實施例中，羥甲基三聚氰胺 構成介於約8重量％與約13重量％之間的曱醛基樹脂及羥甲 ❹ 基三聚氰胺之組合重量。羥甲基三聚氰胺之特徵（包括其 較佳特徵）係如上文所述。 . 在本發明可固化樹脂組合物之一實施例中，該樹脂組合 . 物包括三聚氰胺與曱醛之莫耳當量比介於約1:1與約1:3.2 之間較佳介於約1:1與約1:2之間的羥曱基三聚氰胺水性 分散液’其中該水性分散液具有介於約8.2與約9之間之範 圍内的pH值。在一特定實施例中，樹脂組合物包括甲醛基 樹脂，其中羥甲基三聚氰胺構成介於約1重量％與約50重 量/°之間（例如介於約10重量％與約50重量％之閃或介於約 134680.doc -13- 200927899 重量/❶與約30重量％之間’較佳介於約5重量％與約20重 $ %之間、介於約5重量％與約重量％之間或介於約8重 量：與約13重量%之間)的甲醛基樹脂及羥曱基三聚氰胺之 、且口重量。在-更特定實施例中，羥甲基三聚氰胺分散液 具有在介於45重量％與約65重量％之間之範圍内的固體含 *及約25。(：下介於約刚eps與約·叩之間之黏度。在另 ’ 特定實施例中’羥甲基三聚氰胺水性分散液具有在介於

φ 45重！％與約65重量％之間之範圍内的固體含量及約25°C 下介於約250 cps與約350 cps之間之黏度。 在本發明可固化樹脂組合物之另-實施例t，該樹脂組 合物包括三聚氰胺與甲醛之莫耳當量比介於約ι:ι與約 1:3.2之間，較佳介於約1:1與約1:2之間的羥甲基三聚氣胺 水性分散液，其中該水性分散液具有介於約8 2與約8 8之 間之範圍内的pH值，諸如8.5。在一特定實施例中，該樹 脂組合物包括曱搭基樹脂，其中羥曱基三聚氰胺構成介於 ❹ 約1重里％與約50重量％之間，較佳介於約5重量％與約20 • 重量％之間或介於約5重量％與約1〇重量％之間的甲醛基樹 . 脂及羥甲基三聚氰胺之組合重量。在一更特定實施例中， . 經甲基二聚氰胺分散液具有在介於45重量％與約65重量％ 之間之範圍内的固體含量及約25t：下介於約1〇〇 cps與約 500 cps之間之黏度。在另一特定實施例中，羥甲基三聚氰 胺分散液具有在介於45重量％與約65重量％之間之範圍内 的固體含量及約25 C下介於約250 cps與約350 cps之間之黏 度0 134680.doc -14- 200927899 在本發明可固化樹脂組合物之另—實施例中，該樹脂組 合物包括具有在約2rc下介於約25〇cps與約35〇cps之間之 黏度、介於約45重量％與約65重量％之間之範圍内的固體 含量’及介於約8.2與約8.8之間之pH值的水性經甲基三聚 氛胺刀散液。在一特定實施例中，羥甲基三聚氰胺構成介 於約1 0重！ ％與約20重量％之間的甲搭基樹脂及經甲基三 • %氰胺之組合重量之總重量。在另一特定實施例中，羥曱 ❹ 基三聚氰胺分散液之pH值為約8.5。在此等實施例中，三 裝氰胺與甲搭之莫耳當量比較佳介於約與約1:2之 間。在此等實施例中，固體含量較佳為約59重量％。 如本文中所使用，"甲醛基樹脂"意謂由甲醛與任何合適 相對反應物（counter reactant)之聚合反應產生之樹脂產 物。合適相對反應物之實例包括具有至少一個選自 由-OH、-SH及-NH2組成之群之官能基的有機分子。特定 實例包括具有至少一個-OH基團之酚化合物及尿素。在一 〇 較佳實施例中，甲醛基樹脂為苯酚·甲醛樹脂或尿素-曱醛 • 樹脂。本發明中可使用任何合適市售苯酚-曱醛樹脂及尿 - 素-甲醛樹脂。 如本文中所使用，未固化或未交聯之"樹脂"為用於固化 或交聯之組合物，其包含一或多種選自單體、募聚物及聚 合物之組分，且可視情況含有諸如著色劑、穩定劑、增塑 劑、填充劑、溶劑、抗負荷劑或類似物之其他添加劑。一 般而言’樹脂包括在固化後硬化之部分聚合組分之混合 物’其通常為交聯反應之結果。可藉由使用光、電子束照 134680.doc 200927899 射、酸、驗、熱及其組合引發來使未固化或未交聯之樹脂 固化。 本發明之可固化樹脂組合物可用於研磨產品（諸如黏合 研磨產品（例如研磨輪、研磨盤及研磨角）及經塗佈研磨產 品（例如研磨薄膜及研磨紙））中所用之樹脂黏合劑。在一實 施例中’本發明之研磨產品包括複數個研磨劑顆粒及由上 文所述之樹脂組合物固化而得之樹脂黏合劑。可將樹脂組 合物與複數個研磨劑顆粒摻合或以替代方式將其塗覆於研 磨劑顆粒上且隨後固化以在研磨產品之基層及複數個研磨 劑顆粒上形成飾面塗層或膠結塗層◦在以黏合劑、飾面塗 層或膠結塗層形式塗覆樹脂組合物之後，可在此項技術中 已知之任何合適條件下使樹脂組合物固化。 在本發明研磨產品之一實施例中，本發明之研磨產品為 經塗佈研磨產品’其包括基層、複數個研磨劑顆粒及使複 數個研磨劑顆粒附著至基層之樹脂塗層《樹脂塗層係由如 上文所述之樹脂組合物固化而得。樹脂組合物之特徵（包 括較佳特徵）係如上文關於可固化樹脂組合物所述。在另 一實施例中’本發明之研磨產品為黏合研磨產品，其包括 複數個研磨粉末及由如上文所述之樹脂組合物固化而得之 樹脂黏合劑。在黏合研磨產品中，通常使研磨粉末與樹脂 黏合劑黏合在一起。 在本發明研磨產品之一特定實施例中，如藉由按照 ASTM(美國試驗與材料協會（American Society for Testine and Materials))5 116-97之指南"關於室内材料/產品之有機 134680.doc •16- 200927899 物排放之小規模環境室測定的標準指南"（"Standard Guide for Small-Scale Environmental Chamber Determinations of Organic Emissions for Indoor Materials/Products")的標準氣 候試驗箱測試程序（例如"關於使用小規模環境室測試各種 來源之揮發性有機物排放的標準規範"（”standard Practice for the Testing of Volatile Organic Emissions from Various

Sources Using Small-Scale Environmental Chambers"): dhs.ca.gov/ps/deodc/ehlb/iaq/V OCS/SectionO 13 50_reface.htm) 所測定，該固化樹脂黏合劑具有低於約每小時約3〇〇微克/ 公尺3之甲醛排放。 本發明之經塗佈研磨產品通常包括基板（亦即基層）、研 磨劑顆粒及至少一種使研磨劑材料固持於基板之黏合劑。 如本文中所使用，術語”經塗佈研磨產品”涵蓋非編織研磨 產品。在經塗佈研磨工具之一層（例如樹脂研磨劑層）或兩 層（例如飾面塗層及膠結塗層）中可存在諸如研磨劑晶粒、 顆粒或其聚結物之研磨劑材料。圖1與圖2展示本發明之經 塗佈研磨產品10與30。參考圖1，在經塗佈研磨產品1〇 中’將基板12用可選背膠結塗層16及可選前膠結塗層18處 理。用飾面塗層20覆蓋可選前膠結塗層18，諸如研磨劑晶 粒或顆粒之研磨劑材料14係塗覆於該飾面塗層2〇上。視情 況將膠結塗層22塗覆於飾面塗層2〇及研磨劑顆粒14上。用 可選上膠結塗層24覆蓋膠結塗層22。視其特定應用而定， 經塗佈研磨產品1〇可或可不包括背膠結塗層16及/或前膠 、-、α塗層1 8。同樣’視其特定應用而定，經塗佈研磨產品 134680.doc -17· 200927899 可或可不包括膠結塗層22及/或上膠結塗層24。圖2中展示 包括單一研磨劑材料及黏著劑層（黏合劑-研磨劑層32)及可 選背膠結塗層16之經塗佈研磨產品3〇。如圖i中所示之前 膠結塗層18、膠結塗層22及上膠結塗層24可視情況包括於 經塗佈研磨工具30中。 在一些實施例中，使用本發明之可固化樹脂組合物來形 成選自由黏合劑-研磨劑層32、背膠結塗層16、前膠結塗 層18、飾面塗層20、膠結塗層22及上膠結塗層以組成之群 之至少一層。在一特定實施例中，使用本發明之可固化樹 脂組合物來形成選自由前膠結塗層18、飾面塗層2〇及膠結 塗層22組成之群之至少一個黏著層。在一較佳實施例中， 使用本發明之可固化樹脂組合物來形成用於使研磨劑顆粒 14黏附於基板12(例如用於形成黏合劑_研磨劑層32或塗層 20(飾面塗層）及22(膠結塗層）中之至少一個塗層）之黏合 劑。在一尤其較佳實施例中，使用本發明之可固化樹脂組 合物來形成用於黏合劑_研磨劑層3 2之黏合劑。在此等實 施例中，可藉由重力、靜電沈積或在氣流中單獨塗覆研磨 劑顆粒14，或以漿料形式連同可固化樹脂組合物一起塗 覆。 如上文所述，視完成之經塗佈研磨工具之所需侵蝕性而 定’可使用樹脂-研磨劑漿料或不具有研磨劑晶粒之樹脂 黏合劑浸潰基板12。適用於本發明之基板丨2可為剛性，但 通常可撓。基板12可為紙、布、薄膜、纖維、聚合材料、 非編織材料、硫化橡膠或纖維等或此等材料中之一或多者 134680.doc -18- 200927899 之組合或其經處理型式。基板材料之選擇通常視待形成之 經塗佈研磨工具之預定應用而定。在一較佳實施例中，基 板12為非編織材料。如本文中所使用，"非編織"意謂以機 械、化學或物理方式或其任何組合固持在一起之隨機或定 向纖維之織物。非編織材料之實例包括成形為以三維整合 網路結構形式提供之非編織織物之纖維。在本發明中可使 用任何已知適用於非編織研磨工具中之纖維。該等纖維通 常由包括聚醯胺、聚酯、聚丙烯、聚乙烯及其各種共聚物 之各種聚合物形成。棉、羊毛、麻纖維及各種動物毛髮亦 可用於形成非編織纖維。在一些應用中，該非編織基板可 包括鬆散纖維之集合，向其添加研磨劑顆粒14以提供其中 整體具有研磨劑顆粒14之研磨織物。 視使用本發明之可固化樹脂組合物之黏著層而定，在將 如上文所述之可固化樹脂組合物塗覆至基板之前、之後及/ 或同時將研磨劑顆粒14塗覆於基板上。可藉由（經由重 力、靜電沈積或氣流）喷霧或用可固化樹脂組合物塗佈將 研磨劑顆粒14塗覆在基板12上。在一特定實施例中，將研 磨劑顆粒14與可固化樹脂組合物同時塗覆於基板12上。在 此實施例之一實例中，如圖2中所示，將可固化樹脂組合 物與研磨劑材料混合在一起以形成黏合劑_研磨劑組合物 聚料，且將該漿料塗覆於基板12上以形成單一黏合劑_研 磨劑組合物層32。在另一特定實施例中，將研磨劑顆粒14 塗覆於塗有可固化樹脂組合物之基板上。在此實施例之一 實例中’使用可固化樹脂組合物來形成背膠結塗層、前膠 134680.doc •19· 200927899 結塗層及飾面塗層中之至少一者。在另一實施例中，在將 可口化樹知組合物塗覆至基板12之前塗覆研磨劑顆粒μ。 在實施例之實例中，使用可固化樹脂組合物來形成膠 結塗層及上膠結塗層中之至少一者。

適用於本發明之研磨劑顆粒材料14可為形成經塗佈研磨 工具中所利用之任何習知研磨劑顆粒材料。適用於本發明 中之研磨劑顆粒材料之實例包括金剛石、剛石、剛石粉、 石榴石、燧石、石英、沙岩、賴、黑燧石、石英岩、矽 石長石、淨石及滑石、碳化领、立方氮化鄉、溶銘氧、 陶瓷氧化!呂#處理氧化鋁、氧化鋁·氧化鍅、玻璃、碳 化石夕、鐵氧化物、碳化组、氧㈣、氧㈣、碳化鈦、合 成金剛石 '一氧化錳、氧化锆及氮化矽。視經塗佈研磨工 具之特定所要特性而定’研磨劑材料可經定向或可在未定 向之If况下（亦即隨機地）塗覆至基板。在選擇適當研磨劑 材料時’ it常考慮諸如尺寸、硬度、與卫件之相容性及導 熱性之特冑。適詩本發明之研磨劑顆粒材料通常具有約 0.1微米與約1，500微米（諸如約10微求至約1000微米）之範 圍内之粒徑。 經塗佈研磨卫具_3()之黏著層可藉由此項技術中通常 已知之任何合適方法製備。在—實施例中，將不含研磨劑 顆粒14之可選背膠結塗層16及可選前膠結塗層18塗佈於基 板12上且藉由暴露於熱加以固化以對基板12賦予足夠強度 以供進-步加h接著，將飾面塗層2G塗覆至基板12以確 保研磨_粒14遍布基板12’且在塗層仍具純時，將研 134680.doc •20- 200927899 磨劑顆粒14塗覆於飾面塗層20上"隨後固化飾面塗層以使 研磨劑顆粒14保持在適當位置。之後，將膠結塗層22塗覆 於基板12上且隨後固化《膠結塗層22之主要功能通常在於 將研磨劑顆粒14錨定於適當位置且在其研磨能力耗盡之前 允許其磨蝕工件而不自經塗佈研磨結構牽拉下來。在另一 實施例中’將上文所述之研磨劑顆粒14及樹脂黏合劑組合 • 物之漿料塗覆於基板丨2上，視情況塗覆於基板12上方之前 膠結塗層1 8上，且隨後固化。 ® 在一些情況下，將上膠結塗層24沈積於膠結塗層22上。 如上文所述，上膠結塗層24可使用或不使用黏合劑來沈 積。一般而言’上膠結塗層24之功能在於將提供特定特徵 (諸如增強之研磨能力、表面潤滑作用、抗靜電特性或抗 負荷特性）之添加劑安置於經塗佈研磨劑材料丨4之表面 上。合適研磨助劑之實例包括KBF4及碳酸鈣。用於上膠結 塗層24之合適潤滑劑之實例包括硬脂酸鋰。合適抗靜電劑 聲之實例包括鹼金屬磺酸鹽、三級胺及其類似物。合適抗負 荷劑之實例包括脂肪酸之金屬鹽，例如硬脂酸鋅、硬脂酸 . 鈣及硬脂酸鋰、月桂基硫酸鈉及其類似物。陰離子型有機 . 界面活性劑亦可用作有效抗負荷劑。在美國專利申請公開 案第2005/0085 167 A1號中描述該等陰離子型界面活性劑 及包括铱陰離子型界面活性劑之抗負荷組合物之多種實 例，該案之全部教示内容係以引用之方式併入本文中。合 適抗負荷劑之其他實例包括無機抗負荷劑，諸如金屬石夕: 鹽、矽石、金屬碳酸鹽、金屬硫酸鹽。在w〇 〇2/〇62531中 I34680.doc -21- 200927899 可見該等無機抗負荷劑之實例，該案之全部教示内容係以 引用之方式併入本文中。 在一些特定實施例中’本發明之經塗佈研磨產品包括非 編織基板，諸如由此項技術中熟知之空氣鋪網法（air_laid process)製備之非編織基板。用上文所述之塗料組合物及 研磨劑材料（諸如精細研磨劑顆粒）浸漬非編織基板。螺旋 捲繞未固化、經浸潰非編織基板以形成圓柱。或者，將未 固化經浸潰非編織基板切割成薄片且將薄片堆疊於兩塊金 屬板之間以形成層板。接著加熱圓柱或層板以形成非編織 研磨工具。視情況，將固化圓柱或層板轉變成在金屬或木 材工業中通常用於拋光、修邊或表面加工應用之最終形 狀。 本發明之可固化樹脂組合物可視情況進一步包括一或多 種添加劑，諸如填充劑、偶合劑、纖維、潤滑劑、界面活 性劑、顏料、染料、潤濕劑、研磨助劑、抗負荷劑、抗靜 電劑及懸浮劑。可視何黏著層使用樹脂組合物（諸如圖1與 圖2之塗層16、18、2〇、22、24及32)來選擇樹脂組合物中 所包括之特定添加劑。舉例而言，上膠結塗層24可包括一 或多種抗負荷劑。膠結塗層22及/或飾面塗層2〇中可包括 一或多種研磨助劑。此等材料之用量係根據待實現之所要 特性來加以選擇。 本發明之研磨產品通常可採用薄片、圓盤、帶狀物、條 帶及其類似物之形式’其可進一步適合於安裝在滑輪、輪 或轉鼓上。本發明之經塗佈研磨產品可用於打磨、研磨或 134680.doc ^22- 200927899 拋光（例如）鋼及其他金屬、木材、類木製層壓板、塑膠、 玻璃纖維、皮革或陶瓷之各種表面。在一實施例中，藉由 以研磨動作塗覆研磨產品將本發明之研磨產品用於磨蝕工 件表面以移除工件表面之一部分。 實例 實例1 :製備液體羥f基三聚氰胺（LMM)之水性分散液 在裝備有授拌器及冷凝器之三頸圓底燒瓶（反應鍋）中藉 由分批方法製備羥曱基三聚氰胺。將指定量之三聚氰胺及 甲醛以所要莫耳比饋入燒瓶中。 如下製備二聚氰胺與甲醛之莫耳比為水性 分散液： 使用商品級三聚氰胺及甲醛。使用37 5%甲醛水溶液。 甲醛溶液包括約4重量重量〇/〇甲醇。使用2N Na〇H溶液 調整曱醛溶液以使pH值為約9。將約750 g三聚氰胺及於 37.5%甲醛溶液中之mu g甲醛添加至反應鍋中。亦向反 應鍋中添加112.6 mL pH值為11(用2N NaOH調整）之水以使 反應混合物處於高度鹼性之介質中。使用水浴控制反應混 合物之溫度。藉由觀察反應鍋之溫度逐步地使水浴之設定 溫度自50 C變化至95°C。將反應器溫度在9〇°c下維持6小時 45分鐘以使三聚氰胺溶解。所形成之LMM水性分散液具有 25°C下300 cps之黏度、59%之固體含量及8 5之阳值。自 LMM水性分散液中未偵測到游離曱醛。 三聚氛胺與甲搭之莫耳比為1:17及1:2 〇之LMM水性分 散液亦使用上文關於三聚氰胺與甲醛之莫耳比為1:1.6之 134680.doc -23- 200927899 LMM所述的相似方法製備β 實例2··固化尿素_甲醛樹脂組合物及其水解穩定性 在該實例中使用購自West Coast Polymer PVT，Ltd.之尿 素-甲醛（UF)樹脂及笨酚_曱醛（pF)樹脂。111?及吓樹脂之規 格如下： 尿素甲醛之規格

外觀：奶白色漿液 固體含量％ : 60%-65% pH值：7.5-8.5 121°(：下之膠凝時間：3.〇-6.〇分鐘 黏度：25°C 下 3000 cps-5000 cps 游離甲醛：1.0%-2.0% 苯酚甲醛之規格 外觀：深紅色黏性液體 固體含量％ : 76%-80% pH值：8.5-9 121°C(+/-1°C)下之膠凝時間：io-u分鐘 黏度：25它下 2,000 cps-20,〇〇〇 cps 游離曱醛：0.1。/0-5〇/〇 使用實例1中描述之方法製備具有各種三聚氰胺與曱醛 之莫耳比之LMM。藉由使用具有用於控制每分鐘轉數 (rpm)之調節器且藉由調節調節器可使轉數自1〇〇卬爪變化 至1〇〇〇 i*pm之實驗室攪拌器將各液體lMM與液體UF.pF 樹脂摻合。液體LMM之加料量係以重量百分比計。接著將 134680.doc -24 200927899 混合物傾倒入鋁箔中以得到薄膜且將其在105°C下固化2小 時。藉由使用研砵及研杵將此等固化樣品研磨至小於25篩 目採樣以供水解穩定性研究。 量測樣品在60°C之水解條件下歷時3小時之游離甲醛 (HCHO)排放。對於游離甲醛排放測試，使用新固化之樹 脂。將一部分新固化之樹脂（2 gm)研磨至小於25目用於測 試。在燒瓶中將經研磨之樹脂在連續攪拌下懸浮於100 ml 蒸餾水（pH 7)中且使其保持於60°C下。接著過濾懸浮液且 藉由亞硫酸鹽程序分析濾液之曱醛。亞硫酸鹽程序係基於 甲醛與Na2S03之間之化學反應，如下所示：

Na2S03+HC0H+H20—Na0H+NaCH2S030H。 接著使用0.1當量HC1溶液滴定釋放之NaOH。結果總結 於下表1中。 表1 :固化UF + LMM(各種莫耳比）之水解穩定性 LMM加料量之％ LMM M/F 比率 1:1.6 M/F比率 1:2.0 M/F 比率 1:1.7 LMM加料量之°/〇 (wt%) 所釋放HCHO 2%(w/w) 所釋放HCHO之 % (w/w) 所釋放HCHO 之％ (w/w) 0 1.801 1.726 1.828 10 0.96 1.416 1.17 20 0.83 1.319 0.91 30 0.77 1.216 0.83 40 0.69 1.117 0.75 如上表1所示，游離曱醛之釋放量隨著羥甲基三聚氰胺 加料量之增加而降低。同樣游離甲醛釋放量之降低通常與 134680.doc -25- 200927899 用於研究的LMM之曱醛（F)與三聚氰胺（Μ)之莫耳比相關。 當F/M變得較低時，所得固化UF樹脂之水解穩定性得到改 良。具有相對較低F/M莫耳比之LMM可能至少部分地抑制 任何可在具有相對較高F/M比率之UF樹脂中得到之曱醛。 LMM與UF樹脂中甲醛之縮合可向UF樹脂提供水解穩定結 構。 實例3 :使用由液體LMM固化而得之樹脂黏合劑之研磨 產品 ® 製備使用飾面塗層及膠結塗層之經塗佈研磨產品。飾面 塗層及膠結塗層調配物包括F/M莫耳比為1:1.6之液體羥甲 基三聚氰胺（LMM)，其如實例1中所述製備。調配物進一 步包括市售 UF 樹脂（West Coast Polymer PVT，Ltd)，且 LMM之量為UF樹脂及LMM之組合重量之1 0重量°/〇。 飾面塗層調配物 尿素曱醛：3491 gm _ 羥甲基三聚氰胺：349 gm 純白填充劑（硫酸妈或石膏）：872.96 gm • 酸觸媒：1 18.723 gm(25°/〇溶液） 緩衝溶液：17.45 gm 0 石夕烧：17·45 gm 潤濕劑：22 gm 膠結塗層 尿素甲搭：3498.5 gm 羥甲基三聚氰胺：349.85 gm 134680.doc -26- 200927899 純白填充劑（硫酸鈣或石膏）：874.64 gm 酸觸媒：111.956 gm(25%溶液） 緩衝溶液：26.24 gm 矽烷：17.49 gm 消泡劑：6.9 gm 將上述飾面調配物塗佈於Awt紙上。在將研磨劑顆粒（氧 化鋁晶粒，砂粒尺寸：80#)塗覆於飾面塗層上之後，使飾 面塗層逐步地在60°C下固化％小時，在70°C下固化約％小時 及在95°C下固化約％小時。固化飾面塗層之後，將膠結塗 層塗覆於研磨劑顆粒上且隨後在75°C下固化約10分鐘及在 65°C下固化約40分鐘。使固化樣品在60°C下經歷後固化約 8小時。 使用與彼等用於製備使用1〇重量％ LMM之樣品之程序 相似的程序製備使用UF樹脂及20重量％ LMM之另一樣 品。亦類似地製備僅使用UF樹脂之對照樣品。 使用按照AS TM(美國試驗與材料協會（American Society for Testing and Materials))〗 116-97之指南"關於室内材料/ 產品之有機物排放之小規模環境室測定的標準指南" ("Standard Guide for Small-Scale Environmental Chamber Determinations of Organic Emissions for Indoor Materials/ Products")的標準氣候試驗箱測試程序（例如"關於使用小規 模環境室測試各種來源之揮發性有機物排放的標準規範" ("Standard Practice for the Testing of Volatile Organic Emissions from Various Sources Using Small-Scale 134680.doc -27- 200927899

Environmental Chambers") : dhs.ca.gov/ps/deodc/ehlb/iaq/ VOCS/Section_013 50_reface.htm)量測樣品之甲路排放。結 果總結於下表2中。如表2中所示，使用LMM之本發明樣品 (對照A+10重量°/〇LMM及對照A+20重量％LMM)中的曱醛排 放實質上低於未使用LMM之對照樣品（對照A)中的甲醛排 放。 表2.

μδ 甲搭/m2*hr 樣品描述 樣品時間(hrs) A B C 平均值 SD 對照A 4 729 465 513 570 140 8 630 432 408 490 120 24 261 187 260 240 40 對照 A+10% LMM 4 277 175 ___ 230 — 8 254 139 200 24 101 89 … 100 一_ 對照 A+20% LMM 4 207 151 143 170 40 8 181 125 117 140 40 24 70 76 80 80 5 等效案 雖然本發明已參考其實例實施例加以具體展示及描述， 但熟習此項技術者應瞭解，在不悖離隨附申請專利範圍所 涵蓋之本發明之範疇之情況下，可在其中進行形式及細節 上之各種改動。 134680.doc -28- 200927899 【圖式簡單說明】 圖 視 圖1為本發明經塗佈研磨產品之一實施例之橫截面視 之不意圖。 圖2為本發明經塗佈研磨產品之另一實施例之橫截面 圖之示意圖。 【主要元件符號說明】 10 經塗佈研磨產品 12 基板 14 研磨劑材料/研磨劑顆粒 16 背膠結塗層 18 前膠結塗層 20 飾面塗層 22 膠結塗層 24 上膠結塗層 30 經塗佈研磨產品/經塗佈研磨工具 32 黏合劑-研磨劑層 134680.doc •29·

Claims (1)

1. 200927899 十、申請專利範圍： 1. 一種研磨產品，其包含： a)複數個研磨劑顆粒；及 )I括下列各物之樹脂組合物固化而得之樹脂 劑： D三聚氰胺與甲酿之莫耳當量比介於約1:1與1:3.2之 門的技曱基二聚氰胺水性分散液，該水性分散液具 有介於約8與約10之間之範圍内的pH值；及 U)甲醛基樹脂，其中該羥甲基三聚氰胺構成介於約】 重量％與約50重量％之間的該曱醛基樹脂及該羥曱 基三聚氰胺之組合重量。 2. 如明求項1之研磨產品，其中該羥曱基三聚氰胺分散液 具有介於約8.0與約9之間之pH值。 3. 如凊求項2之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺分散液 具有介於約8.2與約8.8之間之pH值。 4. 如請求項3之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺分散液 具有約8.5之PH值。 5. 如請求項1之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺構成介 於約5重量〇/〇與約2〇重量0/〇之間的該甲醛基樹脂及該羥甲 基三聚氰胺之組合重量。 6·如請求項5之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺構成介 於約8重量％與約13重量％之間的該甲醛基樹脂及該羥甲 基三聚氰胺之組合重量。 7.如請求項1之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺具有介 134680.doc 200927899 於約1:1與約1:2之間的三聚氰胺與甲醛之莫耳當量比。 8.如請求項7之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺具有介 於約1:1.5與約1:2之間的三聚氰胺與曱醛之莫耳當量 比0 9. 如請求項1之研磨產品，其中該羥曱基三聚氰胺分散液 具有以該羥曱基三聚氰胺分散液之總重量計少於約65重 量％之固體含量。 ❹ 10. 如請求項9之研磨產品，其中該固體含量係在介於約3〇 重量％與約65重量％之間之範圍内。 11. 如請求項ίο之研磨產品，其中該固體含量係在介於約45 重量％與約65重量％之間之範圍内。 12. 如請求項11之研磨產品，其中該固體含量係在介於約5〇 重量％與60重量％之間之範圍内。 13. 如請求項1之研磨產品，其中該羥甲基三聚氰胺分散液 在約25t下具有介於約50 Cps與約8〇〇 cps之間之黏度。 ’ μ該μ甲基三聚氰胺分散液 在約25°c下具有介於約100 cps與約500 cps之間之黏度。 15.如請求項1之研磨產品，其中該固化樹脂黏合劑具有少 於約每小時3 00微克/公尺3之游離甲酸排放。 如請求項〗之研磨產品，其中該甲醛基樹脂為尿素甲醛 樹脂或苯酚-甲醛樹脂。 17.如請求項16之研磨產品’其中該經甲基三聚氰胺水性分 散液具有約8.2與約8_8之範圍内之？11值、介於約牦重量 %與約65重量％之間之範圍内之固體含 里及在約25°C 134680.doc 200927899 下介於約100 cps與約500 Cps之間之黏度，且其中該經甲 基三聚氰胺構成介於約5重量％與約2〇重量％之間的該甲 醛基樹脂及該羥甲基三聚氰胺之組合重量。 18. 如請求項1之研磨產品，其中該研磨產品為經塗佈研磨 產品。 19. 如請求項18之研磨產品，其進一步包含基層，該複數個 研磨劑顆粒藉由該樹脂黏合劑附著至該基層。 20. 如請求項丨9之研磨產品，其進一步包括飾面塗層及/或膠 結塗層，其中該樹脂黏合劑包括於該飾面塗層與該膠結 塗層中之至少一者中。 21. 如請求項1之研磨產品，其中該研磨產品為黏合研磨產 品0 22. —種可固化樹脂組合物，其包含： a) —聚氰妝與曱醛之莫耳當量比介於約丨：丨與丨：^二之間 的羥甲基三聚氰胺水性分散液，該水性分散液具有介 於約8與約1〇之間之範圍内的pH值；及 b) 曱醛基樹脂， 其中該羥甲基三聚氰胺構成介於約i重量％與約5〇重量％ 之間的該曱醛基樹脂及該羥甲基三聚氰胺之組合重量。 23. 如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該經甲基三聚氰 胺分散液具有介於約8.0與約9之間之pH值。 · 24. 如請求項23之可固化樹脂組合物，其中該經甲基三聚氛 胺分散液具有介於約8.2與約8_8之間之1)1_1值。 25. 如請求項24之可固化樹脂組合物，其中該經甲基三聚氛 134680.doc 200927899 胺分散液具有約8.5之pH值。 26.如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該羥曱基三聚氰 胺構成介於約5重量％與約20重量。/〇之間的該曱醛基樹脂 及該羥曱基三聚氰胺之組合重量。 27_如请求項26之可固化樹脂組合物，其中該經甲基三聚氰 胺構成介於約8重量％與約13重量❶/〇之間的該曱醛基樹脂 及該羥甲基三聚氰胺之組合重量。 28_如睛求項22之可固化樹脂組合物，其中該經甲基三聚氣 胺具有介於約1:1與約1:2之間的三聚氰胺與曱醛之莫耳 當量比。 29. 如请求項28之可固化樹脂組合物，其中該經曱基三聚氰 胺具有介於約1:1.5與約1:2之間的三聚氰胺與甲搭之莫 耳當量比。 30. 如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該羥曱基三聚氰 胺分散液具有以該經曱基三聚氣胺溶液之總重量計少於 約65重量％之固體含量。 31. 如請求項3〇之可固化樹脂組合物，其中該固體含量係在 介於約30重量％與約65重量％之間之範圍内。 32. 如請求項31之可固化樹脂組合物，其中該固體含量係在 介於約45重量。/〇與約65重量％之間之範圍内。 33. 如請求項32之可固化樹脂組合物，其中該固體含量係在 介於約50重量％與60重量％之間之範圍内。 34·如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該羥曱基三聚氰 胺分散液在約25。〇下具有介於約50 cps與約800 cps之間 134680.doc 200927899 ， 之黏度。 35. 如請求項33之可固化樹脂組合物，其中該羥甲基三聚氰 胺分散液在約25°C下具有介於約100 cps與約500 cps之間 之黏度。 36. 如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該固化樹脂黏合 劑具有少於約每小時300微克/公尺3之游離甲醛排放。 ’ 37.如請求項22之可固化樹脂組合物，其中該曱醛基樹脂為 -尿素·甲醛樹脂或苯酚-曱醛樹脂。 3 8.如請求項37之可固化樹脂組合物，該羥甲基三聚氰胺水 性分散液具有約8.2與約8.8之範圍内之pH值、介於約45 重量％與約65重量％之間之範圍内之固體含量，及約 25 C下介於約1〇〇 cps與約500 cps之間之黏度，且其中該 經曱基三聚氰胺構成介於約5重量％與約20重量％之間的 該曱路基樹脂與該羥甲基三聚氰胺之組合重量。 39. —種製備研磨產品之方法，其包含： $ a)使複數個研磨劑顆粒與包括下列各物之可固化樹脂組 合物接觸： 、 〇三聚氰胺與曱醛之莫耳當量比介於約1:1與1:3.2之 . 間的羥甲基三聚氰胺水性分散液，該水性分散液具 有介於約8與約1 〇之間之範圍内之pH值；及 ii)尿素-曱醛樹脂或苯酚-甲醛樹脂， 其中該羥甲基三聚氰胺構成介於約1重量％與約50重量 %之間的該甲醛基樹脂及該羥甲基三聚氰胺之組合重 量；及 134680.doc 200927899 b)使該可固化組合物固化以產生該研磨產品。 復如請求項39之方法，其進—步包括製備該經甲基三聚氣 胺水性分散液之步驟，其包括將pH值介於約8與約⑺之 間的f g水溶液與於pH值介於約7 5與約1()之間的於水 眭介質中之三聚氰胺混合，且調整該甲醛與三聚氰胺混 ♦ 合物以使邱值介於約8與約10之間，其中該甲經溶液包 " 、該甲搭'谷液之總重量計等於或少於約ό重量。/〇之甲 0 醇’且其中該甲醛與三聚氰胺係以介於約1:1與1:3.2之 間之二聚氰胺與Ψ醛之莫耳比混合。 41. 如請求項40之方法，其中該甲醛水溶液具有約 值。 42. -種研磨工件表面之方法，其包含以研磨動作將研磨產 品塗覆於工件表面以移除該工件表面之一部分，該研磨 產品包括： a)複數個研磨劑顆粒；及 Ό b)由包括下列各物之樹脂組合物固化而得之樹脂黏合 劑： ' 〇三聚氰胺與曱醛之莫耳當量比介於約1:1與1:3 2之 * 間的羥甲基三聚氰胺水性分散液，該水性分散液具 有介於約8與約1〇之間之範圍内的pH值；及 Π)曱醛基樹脂， 其中該經甲基三聚氰胺構成介於約1重量％與約50重量％ 之間的該甲醛基樹脂及該羥曱基三聚氰胺之組合重量。 43. 如明求項42之方法，其中該研磨產品進一步包括基層， 134680.doc 200927899 該複數個研磨劑顆粒藉由該樹脂黏合劍 44. 如請求項42之方法，其中該甲路基樹才著至該基層。 或苯齡-甲酸樹月卜 胃4^$_脂 45. —種製備可固化樹脂組合物 昇包含將羥甲美= 聚氰胺水性分散液與甲路基樹脂混合，該 ：= 胺水性分散液具有介於約1 田故々# 間的三聚氰胺與 甲之莫耳當量比，且具有介於約8與約10之間之範圍 ❹ 内的阳值，其中該羥甲基三聚氰胺構成介於約1重量％ 與約5〇重量％之間的該甲搭基樹脂與該經甲基三聚氰胺 之組合重量。 134680.doc