KR100354157B1 - 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피복 표면의 광택을 증가시키는 방법, 목재 표면의 보풀을 제거하는 방법, 및 금속 표면을 윤내는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 미세 연마 입자를 내부에 흡수시킨 중합체 결합제를 합유하는 연마 섬유를 포함하는 연마 물품을 사용한다. 연마 물품은 터프티드, 부직포 또는 브러쉬 형태가 될 수 있다. 상기 물품을 다양한 표면의 표면 처리시 건조 및 분무 버프 연마에 사용하는 방법을 기술하고 있다.

Description

표면 처리 방법

본 발명은 내부에 다수개의 미세 연마 입자를 매립시킨 열가소성 중합체를 포함하는 섬유로 만든 물품을 사용하여 표면을 처리하는 방법에 관한 것이다. 특히, 마루와 같은 표면을 윤내기하는 데 상기 물품을 사용하는 방법에 관한 것이다.

열가소성 중합체와, 이 열가소성 중합체 외부 표면 내에 매립시키거나 또는 부착시킨 연마 입자를 포함하는 연마 필라멘트(예, DuPont 사의 상표명 "Tynex"로 공지됨)는 다양한 용도로 사용되는데, 그 중 하나가 미국 특허 제4,305,234호(피첼맨)에 개시되어 있다. 이 문헌에는 연마 성능 및 윤내기 성능을 모두 지닌 마루 유지 장치와 함께 사용 가능한 브러쉬가 기재되어 있다. 상기 브러쉬는 베이스내에 제공된 터프트 캐비티 내에 부착되어 있는 많은 강모 터프트(tuft)를 포함한다. 각 터프트는 Tynex A와 Tampico와 같은 연마 부재들의 혼합물로 구성될 수 있다. 상기 특허의 특허권자는 마모 자국 등이 실질적으로 없을 수 있고 동시에 줄 무늬를 남기지 않고 새로운 마무리물 표면 또는 작업 표면을 분무 및 버프 연마시킬 수 있는 브러쉬를 제공하기 위해서는, 70% Tynex A와 30% Tampico 강모의 혼합물이 효과적이라는 것을 진술하고 있다. 그러나, 이 문헌에는 연마 필라멘트 내에 특정한 크기의 연마 입자를 사용한다는 것 또는 그로 인해 얻을 수 있는 잇점에 대해서는 언급하고 있지 않다. 또한, 상기 기재된 연마 섬유는 단지 세정/세척에 대해서만 사용되는 것으로 보이나, 상기 버프 연마는 Tampico 섬유에 의해서 수행된다.

미국 특허 제4,037,369호에는 다양한 연마 특성을 지닌 섬유로 이루어진 마루 유지 브러쉬 또는 패드가 기재되어 있는데, 여기서 연마성이 큰 섬유는 브러쉬의 중앙쪽에 위치하며 연마 특성이 적은 섬유는 상기 브러쉬의 바깥 주변쪽에 위치한다. 이 문헌에는 120 메쉬 및 54 메쉬의 연마 입자를 나일론(폴리아미드)필라멘트 내부에 삽입시킨 브러쉬가 기재되어 있다. 이 문헌의 컬럼 3, 라인 3∼10 에는, 가장 안쪽 열은 54 메쉬의 실리콘 카바이드 그릿(grit)으로 구성되어 있으며, 점진적으로 그릿 사이즈를 80, 120, 180으로 변화시키며 그 사이즈가 500인 그릿이 최외곽열에 위치될 때까지 320을 변화시킨(따라서, 내부 열로부터 외부 열로 그릿 사이즈가 감소됨) 브러쉬를 언급하고 있다. 이 브러쉬는 상기 마루 기계 상에 과하중을 야기하여 모터를 연소시키거나 또 퓨즈를 녹일 수 있는 다량의 "저항(drag)"을 일으킨다. 상기 패드는 본 발명의 전보다 훨씬 낯은 속도로 사용되는데, 버프 연마는 섬유 위 또는 그 내부에 연마 입자를 함유하지 않는 천연 섬유(탐피코 또는 바신)에 의해 수행되는 것으로 보인다. 따라서, 이 문헌은 마루 유지 조작 시에 사용하는 연마 섬유 내에 소형 연마 입자를 사용하는 것을 교수하고 있는 것은 아니다.

마쯔이 등(미국 특허 제4,627,950 호)은 연마 입자를 함유하는 하나 이상의 연마층과, 이 연마층을 실질적으로 덮고 있는 하나 이상의 피복층을 포함하는 복합 섬유를 제공하는 단계, 및 용매 또는 분해제를 사용하여 상기 복합 섬유로부터 상기 피복층의 일부 이상을 제거하여 연마층의 일부 이상을 피복물로루터 노출시키는 단계를 포함하는 연마 섬유의 제조 방법을 기술하고 있다. 이 문헌에는 섬유 직경이 200 ㎛ 이하인 섬유가 기재되어 있는데, 연마 입자의 직경은 상기 섬유 직경의 대략이 된다. 이 섬유는 부직포, 롤러, 브러쉬 등을 제조하는 데 사용할 수 있다.

마루 유지 산업에서 중요한 점은 어떤 기계 또는 연마 물품을 사용하더라도, 사용자는 항상 고광택의 마루 표면을 원한다는 것이다. 앞에서 언급한 노력이 실로 인상적이기는 하지만, 미세 연마 입자가 충전된 섬유를 표면 처리용 물품에 사용하여 광택이 매우 높은 표면을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

목공 분야에서, 목재 또는 입자 판(particle board)내의 기능적 및/또는 장식적인 깊은 금 또는 홈은, 특히 습한 환경 하에서 나무 표면으로부터 "보풀"(작은 목(木)섬유)을 제거한다는 점에서 문제시된다. 습기로 인해 상기 목섬유가 말단에 방치되어 차등적인 염료 포집 현상 및 광택 저하를 일으키므로 이후의 목재 착색을 균일하게 수행하기가 어렵게 된다. 목재를 착색하기 전 목재 표면으로부터 상기 목섬유를 제거하는 비피과괴적인 방법, 다시 말해서 소정의 목재 표면을 손상시키지 않는 방법의 필요성이 목공 분야에서 오랫동안 제기되어 왔다.

인쇄회로판 분야에서는, 추가 가공 전 바람직하지 않은 돌기들, 예를 들면 산화물 스캐일 등을 제거하는 프린트 배선판용 구리 적층물이 세척 방법에 대한 요구가 존재한다. 보석, 조소 및 기계 분야에서와 같은 금속 주조 분야에서, 금속 조각을 주형으로부터 분리한 후에는, 일반적으로 세척하고 연마하는 단계가 이어진다. 상기 분야에서의 현황은 후버 등(미국 특허 제2,958,593호)에 기재된 유형의 부직포 연마 디스크를 사용하는 것이다. 이러한 디스크는 평면 또는 매끄러운 곡면상에서는 잘 작동하나 길고, 좁은 돌출부 및 심한 기복이 있는 복잡한 부분에 대해 사용하는 경우 그 성능에 난점이 있다. 이 부직포 디스크는 한정된 공간에서 반복하여 굴곡시기는 경우 조기에 파손되며 예각으로 반복하여 충돌하므로 쉽게 마모되는 경향이 있다.

GB-A-1 093 931호는 외장과 코어 또는 병렬식으로 존재하는 2종 이상의 중합체 성분을 포함하는 필라멘트 또는 섬유를 함유하는 연마 물품을 개시하고 있는데, 외장과 코어식 배열인 경우 하나의 노출 성분인 외장은 그 내부에 균일하게 분산시킨 평균 입자 크기 10㎛ 이하의 적당한 연마재를 함유한다.

발명의 개요

본 발명가들은, 미세 연마 입자들이 고분자 결합제 내에 분산, 부착 및 매립 되어 있는 다수개의 섬유를 포함하는 물품을 사용함으로써 광택을 개선시킴과 동시에 마루 및 기타 표면을 능률적으로 유지할 수 있다는 것을 밝혀 내었다. 또한, 상기 섬유로 구성된 물품은 목재의 보풀 제거, 인쇄회로관용 구리 적층물의 세척 및 트로피와 같은 복잡한 금속 주물의 세척에 적합하다는 것이 밝혀졌다.

그러므로, 본 발명의 한 실시태양은 표면(예, 마루 또는 인쇄회로판) 광택을 증가시키는 방법으로서, 상기 방법은 표면 광택을 증가시키기에 충분한 시간동안 다수개의 미세 연마제 충전 섬유를 포함하는 연마 물품을 표면과 마찰 접촉시키는 단계를 포함하는데, 상기 섬유 각각은 그 내부에 연마 입자를 분산, 부착 및 매립시킨 열가소성 중합체로 이루어지며, 상기 섬유는,

i) 평균 입자 크기가 약 3 내지 약 10 ㎛인 마루 윤내기용 연마 입자를 포함하며,

ii) 각 섬유는 일정한 치수의 길이 및 이 길이에 수직한 일정한 횡단면을 가지며, 상기 횡단면은 주축 길이가 약 0.25 내지 약 0.4 mm 범위이다.

본 발명의 또 다른 실시태양은 상기 첫번째 방법에 대하여 기술한 것과 유사한 물품을 사용하여 표면으로부터 불필요한 물질을 제거하는 방법이다. 이 실시태양에서, 상기 용어 "불필요한 물질"이란 목재 표면에 붙은 목섬유, 주조된 금속 부분에 붙은 금속 플래싱, 구리 적층물 상에 형성된 산화물 등을 포함하는 의미이다.

본 명세서에 사용된 "주축 길이"란 용어는 각 섬유 횡단면에서 측정할 수 있는 가장 긴 치수의 길이를 말한다. 예컨대, 단면이 원형인 섬유인 경우 상기 주축길이는 섬유 직경과 같으므로 직경으로 언급되는 반면, 장방형 섬유인 경우, 장방형(정사각형이외의 장방형에 대해)의 하나의 긴 변과 하나의 짧은 변 길이의 제곱의 합의 제곱근 또는 정사각형의 두번 길이의 제곱의 합의 제곱근과 같은 길이이다.

상기 용어 "미세 연마제 충전'이란 용어는 실질적으로 모든 연마 입자의 외부 표면이 열가소성 중합체에 의해 100% 덮여 있다는 것을 의미하며, 중첩하는 연마입자로 인해 섬유의 외부 표면에 일부 표면 불규칙 물질이 존재할 수는 있으나, 상기 섬유의 외부 표면은 대부분 거의 매끄럽고 연속적이다. 이러한 연마 입자 중 일부는 실제적으로 섬유의 외부 표면으로부터 돌출될 수 있으며 특히 본명세서에 기재된 물품을 사용하는 도중, 노출될 수 있다. 또한, 처리되어질 시험편의 표면을 치는 섬유 끝은 사용도중 갈라질 수 있으며, 이론적으로는 부분적으로 연마 입자의존재에 기인하여 특정한 섬유 물질 실시태양을 사용하는 경우에 바람직할 수 있는 "자체-플래깅(self-flagging)"으로 당해 기술 분야에 공지된 현상을 일으킬 수 있다. (또한, 플래깅 현상은 본 발명의 방법에 사용하기 전인 "새로운" 섬유 상에서도 이루어질 수 있다). 예를 들면, 초기 플래깅된, 둥근형 중공 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 미세 연마제 충전 섬유는 비닐 마루를 윤내기하는 데 있어서 초기에 우수한 20°광택 값을 달성하는 것으로 측정되었다. 한편, 열가소성 물질인 나일론 6, 12를 사용하는 새로운 둥근 솔리드형의 플래깅되지 않은 미세 연마 섬유는 중공의 플래깅된 미세 연마제 충전 PET 섬유와 마찬가지로 우수한 성능을 발휘하는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 방법에 유용한 것으로 본원 명세서에 기재된 모든 연마 입자에서, 상기 용어 "미세 연마제"란 연마 입자의 평균 입자 크기가 약 60 ㎛ 이하이나 0.1 ㎛ 보다는 큰 것을 의미한다. 이 범위 내의 연마 입자를 사용하는 섬유는 우레탄/아 크릴계 마루 표면처리제, 대리석, 세라믹 타일 및 유리와 같은 다양한 표면의 광택을 증가시키는 데 있어서 특히 우수하다는 것이 증명되었다. 상기 연마 입자는 알루미늄 산화물, 실리콘 카바이드, 가아넷(garnet), 세라믹 알루미늄 산화물 및 유사한 경도를 갖는 입자(바람직하게는 7 모오 또는 그 이상의 경도) 중에서 선택될 수 있다.

본 발명에 유용한 미세 연마제 충전 섬유의 횡단면 모양은 특히 중요한 것은 아니다. 본 발명에 유용한 미세 연마제 충전 섬유는 다양한 횡단면, 정사각형 또는 기타의 장방형 횡단면, 3렬(裂), 4렬 등과 같은 열편 배열 및 기타 균일 또는 비균일한 횡단면을 지닐 수 있다. 이러한 섬유 횡단면은 섬유의 전 길이에 걸쳐 일정하거나 또는 한 섬유 내에서도 다르거나 또는 섬유마다 다를 수 있다. 정사각형 또는 기타 장방형 횡단면을 갖는 섬유(특히, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌)는 컬크-오트머의,Encyclopedia ol Chemical Technology,제3판, 16권, 제357-385면, 특히 제375∼377면에 기재된 것과 같은 피브릴화 필름 기법을 사용하여 제조될 수 있다.Nonwovens Handbook,1988, 제99면에는 플라스틱 시이트를 섬유질 시이트로 분해시키는 단계를 포함하는 "피브릴화"를 개시하고 있으며, 상기 용어는 또한 섬유를 소섬유로 분해시키는 공정을 표시하는 데도 사용된다. 본 명세서에 사용된 "피브릴화"란 그 첫번째 의미를 말하는 것이다.

섬유의 상기 횡단면 모양이 본 발명의 일면에 중요하지 않은 것이라 하더라도, 섬유의 주축 길이와 연마 입자 직경의 상조적인 조합은 윤내기(광택 향상)에 있어서 중요한 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 유용한 미세 연제 충전 섬유는 솔리드형 또는 중공형일 수 있으며, 권축 또는 비권축형이고, 어니일링(즉, 변형 완화를 위해 가열함) 또는 비어니일링된 것일 수 있다.

본 발명의 물품에 유용한 미세 연마제 충전 섬유는 충전제, 윤활제, 착색제 및/또는 안료, 분쇄 보조제, 자외선 안정화제 등을 상기 연마제 분야에서 통용되는 수준으로 함유할 수 있다.

상기 미세 연마제 충전 섬유 내 연마 입자의 농도는 40 중량% 정도로 높을 수 있으며, 바람직하게는 약 10 내지 약 30 중량%이다. 상기 섬유 제조 공정의 연신비는 중합체 물걸 및 연마 입자 농도에 따라 10 내지 1 정도로 높을 수 있다.

바람직한 열가소성 중합체는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 열가소성 탄성중합체(예, 폴리아미드, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 열가소성 탄성중합체)로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 포함한다.

본 발명의 방법에 사용되는 바람직한 물품은 미세 연마제 충전 섬유로 구성된 로프티성(lofty)의, 개방된 3차원 부직포 물품이다. 이 물품은 전술한 후버 등에서와 같이, 접착제를 사용하여 섬유에 연마 입자를 부착시킨 물품과는 다르다. 이러한 실시태양에 유용한 섬유의 상기 주축 길이는 약 0.025 mm 내지 약 0.4 mm이며, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.1 mm이고, 상기 연마 입자 평균 직경은 약 1 내지 약 30 ㎛, 바람직하게는 약 3 내지 약 10 ㎛이다. 섬유 길이는 약 1.25 내지 약 10 cm 범위이며, 약 3 내지 약 5 cm가 바람직하다.

본 발명 방법에 사용하기 위한 두번째 바람직한 연마 물품은 다수개의 미세연마제 충전 섬유 터프트가 백킹에 부착되어 있는 터프티드(tufted) 연마 물품이다. 본 발명에 사용하기 위한 상기 "터프티드 연마 물품"은 장섬유 또는 단섬유가 특정 용도에 유용하다고 하더라도 한 터프트의 파일(pile) 면 중량이 1 m²당 약 600 g 이상이며 파일 높이(즉, 백킹 위의 섬유 길이)가 약 1.0 cm 이상, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 cm인 것이 바람직하다.

본 발명의 일면에 유용한 섬유의 주축 길이는 약 0.05 내지 약 0.1 mm인 것이 바람직하며, 상기 터프트를 이루는 섬유는 개방 또는 폐쇄 루우프 형테로서, 권축 또는 비권축되거나, 솔리드형 또는 중공형의 어느 것도 가능하다. 그러나, 처리하고자 하는 대상물 표면 위에 포집되지 않기 위해 개방 루우프(즉, 절삭되지 않은 것)이고 솔리드형인 것이 바람직하다. 이 연마 입자 실시태양은 특히 불균일한 표면, 예를 들면 상표명 "Pirelli"로 공지된 마루 등을 세척하거나 윤을 내는 데 유용하다.

본 발명 방법에 사용하기 위한 세번째 바람직한 연마 물품은 제1 단부 및 제 2 단두를 갖는 다수개의 미세 연마제 충전 섬유의 한 단부가 특정한 기판(중합체 수지 또는 기타의 기판)에 대해 고정되어 있는 브러쉬 또는 카펫이다. 이 물품은 미세 연마제 충전된 두꺼운, 카펫과 유사한 베드를 형성한다. 몇몇 실시태양에서, 상기 미세 연마제 충전 섬유는 중합체 수지를 사용하지 않고도 채널과 같은 기판 내에 직전 고정시킬 수 있다. 이러한 실시태양에 유용하게 사용되는 미세 연마제 충전 섬유의 주축 길이는 약 0.1 내지 약 0.5 mm인 것이 바람직하고, 0.2 내지 0.4 mm인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명 방법에 사용하기 위한 네번째 바람직한 연마물품은 일반적으로 1993년, 3월 31일자로 출원된 본 출원인의 출원 일련번호 제08/040,416호에 교시되어 있는 바에 따라 만들어진 것이다. 이 브러쉬는 허브 상에 배열된 다수개의 브러쉬 단편으로 구성되므로 때때로 이를 회전 브러쉬라고 언급하기도 한다. 일반적으로, 이 브러쉬 단편은 중합체 베이스, 상기 중합체 베이스를 제 위치에 고정시키기 위한 전형적인 루트 부재를 포함하는 수단, 및 상기 중합체 베이스 부분에 각각 매립되어 있으며, 그로부터 상기 루트 부재에 대해 대체로 마주한 방향으로 외부 돌출되어 있는 다수개의 미세 연마제 충전 섬유를 포함한다. 상기 중합체 베이스 부분은 과도한 사용 조건에서 분해되거나 결합이 소실되는 것을 막는 적당한 특성의 열경화된 우레탄 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 특정 바람직할 실시태양에서, 상기 루트 부재는 중합체 베이스 부분에 매립되어 그것에 비기계적으로(즉, 접착 또는 결합) 고정된 물질을 포함한다. 이러한 브러쉬 실시태양을 사용하는 방법에서, 섬유의 주축 길이는 전형적으로, 그리고 바람직하게 약 0.1 내지 약 0.5 mm인 한편, 연마입자의 평균 입자 크기는 약 0.1 내지 약 40 ㎛인 것이 바람직하며, 약 15 내지 약 40 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 또 하나 바람직한 방법은 175 rpm 내지 약 2500 rpm으로 회전하며 아크릴 및 우레탄 마루 마무리물의 광택을 증가시키 위해 사용된 종래의 마루유지 기계에 본 발명의 부직포 연마 물품을 하나 이상 부착시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 물품을 건식 버프 연마 또는 분무 버프 연마에 사용하여 미리 무광팩 처리한 표면 상의 20°및 60°광택 등급을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 추가 양태 및 잇점은 하기한 설명에 의해 명백히 인식될 것이다.

도 1은 본 발명의 터프티드 연마 물품의 투시도이다.

도 2는 도 1의 물품의 중앙을 관통하는 횡단면도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 연마 물품의 투시도이다.

도 4는 도 3의 물품의 중앙을 관통하는 횡단면도이다.

도 5는 표면에 브러쉬 단편이 배열된 공업용 원통형 브러쉬 배열의 개략적인투시도이다.

도 6은 본 발명에 유용한 브러쉬 단편의 부분 측입면도이다.

도 7은 라인(7-7)을 따라 절취한 도 6의 브러쉬 단편의 횡단면도이다.

도 8은 본 발명에 유용한 다른 브러쉬 단편의 부분 측입면도이다.

도 9는 라인(9-9)을 따라 절취한 도 8의 브러쉬 단편의 횡단면도로서, 또한 브러쉬 단편이 장착된 원통형 허브의 일부 및 및 유사한 브러쉬 단편을 측입면도로도시하였다.

도 10은 본 발명에 유용하게 사용되는 또 다른 브러쉬 단편의 부분 측입면도이다.

도 11은 라인(11-11)을 따라 절취한 도 10의 브러쉬 단편의 횡단면도로서, 대체로 도 9와 유사하다.

터프티드 연마 입자의 용도

도 1 및 도 2에 도시된 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 원형의 중앙 개구 또는 리세스(12)를 구비한 실질적으로 원형의 백킹(11)을 포함하는 것으로 예시되어 있으며, 상기 개구 또는 리세스(12)는 세척 기계와 단단히 맞물리도록 성형된다. 만약 백킹이 나무 및 기타 단단한 물질로 만들어진 것이라면, 백킹(11)의 표면(13)은 섬유 터프트를 수용하기 위해 그 내부에 다수개의 고리형 천공 구멍을 갖는다. 선택적으로, 당해 기술분야에 공지된 것과 같은 카펫 제조 방법에 따라 직물 백킹 내에 섬유 터프트를 도입할 수 있다. 이 실시태양에서는, 상기 직물의 이면을스티렌-부타디엔 고무 라텍스와 같은 수지로 피복하여 상기 백킹을 밀폐시키고 상기 백킹내에 섬유 터프트를 고정시키는 추가 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 회전식 마루 기계에 상기 물품을 고정시키고자 기타 수단, 예를 들면 후크 및 패스너 루우프 시스템의 한 부재를 사용하는 경우에는, 상기 백킹(11)에는 중앙 홀 또는 함몰부(13)가 존재하지 않을 수도 있고, 이외에도 적당한 접착제를 사용하여 직물 백킹을 종래의 부직포 마루 패드에 접착시켜서 이 부직포 패드를 당해 기술분야에 공지된 수단에 의해 마루 기계에 부착시킬 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 2,958,393호에 교시된 바에 따르면, 전형적으로 마루 패드는 수개의 평탄한 표면을 지닌 뭉툭한 탄성 돌기를 구비한 마루기계의 구동 패드에 의해 구동되며, 상기 패드 연결 표면들은 실질적으로 공통면에 놓여 있다.

각각의 터프트는 다수개의 미세 연마제 충전 섬유(15)를 포함하며, 각각의 터프트는 다수개의 섬유가 얀 구조물내에서 꼬여 있는 직조된 안을 포함한다. 상기 터프티드 얀은 목적하는 성능에 따라 밀폐 루우프 또는 절단된 루우프 형태로 백킹내에 터프트를 도입될 수 있다.

본 발명의 방법에 이러한 연마 입자의 실시태양을 사용하는 경우, 상기 터프트 내에 다양한 미세 연마제 충전 섬유를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 다양한 기계 속도, 특히 저속 및 고속에서, 그리고 건식 버프 연마 및 스프레이 버프 연마시에 유효하다. 본 명세서에 사용된 "스프레이 버프 연마"라는 용어는 수분 또는 기타 세정용 조성물을 버프 연마하고자 하는 표면에 도포하고, 브러쉬와 마루 사이를 마찰시켜 건조시킨 후, 그 마루 표면에 윤이 날 때까지 그 영역을 문지르는 것을 의미한다. 평균 입자 크기가 약 40 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 10 ㎛ 미만인 연마 입자를 함유한 미세 연마제 충전 섬유를 사용하는 본 발명의 방법에 상기 터프티드 연마 물품을 사용함으고써 고속 버니싱(burnishing) 또는 윤내기 처리되는 표면에 시의 클로깅(clogging)을 감소시키고 마찰 저항(drag)을 감소시킨다. 이 실시태양의 브리쉬는 균일하게 이격되고, 더 적은 구간으로 분리된 융기 구간을 포함하는 상표명 "Pirelli"로 공지된 표면을 비롯한 논스키드(non-skid) 표면과 같은 불균일한 구간을 포함하는 표면상에서 특히 효과적이다.

터프티드 연마 물품에서 상기 미세 연마제 충전 섬유는 폴리아미드(특히, 나일론 6,12), 폴리프로필렌, 및 폴리에스테르와 같은 열가소성 물질 및 열가소성 폴리에스로 탄성중합체 열가소성 우레탄 탄성중합체 및 상표명 "Surlyn"으로 공지된 것과 같이 소위"이오노머"와 같은 열가소성 탄성중합체를 포함할 수 있다. 바람직한 열가소성 물질은 폴리에스테르이고, 고속(즉, 2000 rpm) 프로판 버니싱 기계를 사용하는 본 발명의 일면으로 유용한 바람직한 미세 연마제 충전 섬유는 약 30 중량%의 알루미늄 산화물 연마 입자가 충전된 폴리에스테르 섬유이다.

터프티드 연마 물품에 사용되는 특히 바람직한 섬유는 열가소성 부분으로서, 섬유의 주축 길이가 약 0.05 mm 내지 약 0.1 mm이며, 내부에 특정 평균 입자 크기 바람직하게는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 크기를 갖는 알루미늄 산화물 연마 입자 약 30 중량%(섬유의 총 중량을 기준함)가 매립된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.

본 발명의 터프티드 물품에 사용되는 미세 연마제 충전 섬유는 슬리드형, 중공형, 열편형 또는 비열편형, 권축형 또는 비권축헝일 수 있다. 상기 섬유 제조 방법의 연신비는 중합체 물질 및 연마 입자 농도에 따라 10:1 정도로 높을 수 있다. 권축형인 경우에는, 상기 섬유를 스터퍼(stuffer)-박스 권축기, 기어 권축기 등과 같은 임의의 기계 권축용 디바이스에 의해, 공기 제트 권축법에 의해 또는 2성분 섬유를 형성하도록 나일론/폴리에스테르를 나란히 동시압출하는 방법과 같은 다중 중합체 성분의 동시압출 자가 권축기법에 의해 권축할 수 있다. 단일 성분 섬유 혹은 다중 성분 섬유를 쌍나사 압축기 또는 기타 동류의 중합체 가공 장치, 예를 들면 디스크 팩 압출기를 사용하여 제조할 수 있다. 균일하게 혼합하기 위해, 중합체 및 연마 연자는 별개의 공급기들을 구비한 상기 압출기 내로 주입하는 것이 바람직하다. 솔리드형 또는 중공형 섬유를 터프티드 연마 물품에 사용할 수 있으나, 솔리드형 연마 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이 본 발명에서 사용하기 위한 터프티드 연마 물품은 종래의 카펫 제조 장치를 사용하여 제조될 수 있다. 시판하는 유용한 카펫 제조용 디바이스로는 미국 테네시주 차타누가에 소재한 터프팅 머싱 디비젼 오브 터프트코 코포레이숀으로부터 구입할 수 있다. 터프팅(tufting)은 얀의 터프트를 소위 "일차" 백킹, 전형적으로는 직물 또는 부직포로 된 백킹 물질 내로 삽입시키는 공정을 의미한다. 얀은 공지된 바와 같이, 연속적 또는 불연속적인 길이의 적당한 크기의 섬유 집합 또는 다발이다. 얀의 터프트는 종래의 재봉틀과 유사한 수직왕복 니들에 의해 삽입된다. 종래의 터프팅 기계는 실을 꿴 수백개의 니들이 상기 기계의 폭을 횡단하는 베드판 위 니들 바 내에 보유되어 있는 거대한 재봉틀이다.상기 니들은 랙(rack) 또는 크리올(creole) 내에 배열된 대형 빔 또는 콘으로부터 나온 얀을 수용한다. 백킹 표면을 터프트로 덮도록 섬유들의 얀을 니들 바 상의 니들 집합부에 주입하여 마루 마무리 용도 또는 표면 유지 용도로 사용하기 위한 불연속적인 터프티드 백킹을 제공하는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2에 예시된 물품에서, 터프트는 균일하게 불연속적으로 백킹 내에서 터프팅되는데, 상기 터프트는 전형적으로 약 5 mm 내지 약 1 cm 범위의 거리 만큼 이격되어 있다.

상기 표면 중량은 터프트 길이(파일 높이), 얀 주축 길이 등 뿐 아니라 안 이격 거리(또는 기계 게이지)에 따라 정해진다. 만약 파일 높이가 너무 높으면, 상기 미세 연마제 충전 섬유 자체를 덮는 경향이 있으므로 이는 연마 효율을 감소시킬 수 있다. 만약 섬유 또는 파일 높이가 너무 낮으면, 상기 처리하고자 하는 표면을 연마시키기에 충분치 않은 연마 섬유가 될 수 있다.

본 발명에 유용한 직물 백킹의 재료는 직조된 것이거나 또는 부직포일 수 있으며 천연 또는 합성 섬유로 이루어질 수 있다. 상기 일차 백킹을 형성하는 바람직한 물질은 면과 같은 천연 섬유 및 합성 섬유(폴리에스테르 또는 폴리프로필렌으로된 섬유가 바람직함)를 비롯한 종래의 카펫 백킹에 통상적으로 사용되는 물질을 들수 있다. 백킹 중량은 135 g/m²정도가 바람직하다.

터프트는 종래의 터프팅 카펫 기계를 사용하지 않고도 직물 백킹 내에 삽입될 수 있다. 이러한 방법으로 터프트를 형성하는 한가지 방법이 미국 특허 제3,943,028 호에 기재되어 있는 바, 종래의 터프팅 기계를 사용하지 않고 터프티드 물품을 제조하는 것이 된 명세서에 참고로 인용되어 있다. 대안으로는 공지된 "스태플 경화" 방법을 사용한다.

미세 연마제 충전된 부직포 연마 물품의 용도

또한, 본 발명의 방법에 부직포 물품을 사용하면 마루와 같은 단단한 표면을 유지하는 데 사용할 수 있다. 상기 미세 연마제 충전 섬유, 연마 입자, 연마 입자하중, 섬유 제조 방법의 연신비 및 섬유 유형(권축형 또는 비권축형, 중공형 또는 솔리드형, 다중 성분 또는 단일 성분)은 모두 터프트 연마 물품의 실시태양예서 참고로 전술한 것과 같다. 그러나, 부직포 연마 물품을 제조하는 데 있어서, 상표명 "Rando-Webber"로 공지된 웹 제조 기계를 사용하여 수행되는 것과 같은 에어 레이드 웹 제조 방법 또는 이와 유사한 방법 또는 스펀 본딩 방법을 웹 형성 방법으로 이용할 수 있다.

총 섬유 중량의 약 50 중량% 이하가 상기 미세 연마제 충전 섬유 보다 낮은 온도에서 용융하는 1종 이상의 중합체로 구성된 중합체 섬유로 이루어질 수 있다. 이러한 저용융점 섬유는 바람직하게는 섬유를 용융시키고 상기 미세 연마제 충전 섬유를 서고 결합시키기에 충분한 온도로 웹을 처리함으로써 웹 강도를 개선시키는 데 사용될 수 있다. 또한, 상기 저용융점 섬유는 연마 입자를 포함할 수 있다. 선택적으로, 미세 연마제 충전 섬유의 부직포 웹은 웹 강도를 개선시키는 것으로 당해 기술 분야에 공지된 니들 택킹(needle tacking) 처리가 가능하므로, 저용융점 섬유를 사용하는 것과 니들 택킹법을 병용함으로써 웹 강도를 증가시킬 수 있다. 본 발명의 일면에 유용하게 사용되는 부직포 물품은 금속, 유리, 플라스틱, 마블등을 윤내기하는 데 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일면에 유용한 부직포 물품은 후버 등의 미국특허 제2,958,593 호에 교시된 바에 따라 제조될 수 있다. 일반적으로, 로프티성의 균일 개방된 부직포 3차원 경량 웹은 많이 교차되고 랜덤하게 배치된 가요성, 내구성 및 인성이 있는 다수의 미세 연마제 충전 섬유로 이루어진다.

부직포 연마 물품의 실시태양을 사용하는 경우, 사용 가능한 섬유 길이는 부직포 웹 형성 장치의 제한요소에 좌우된다. 상표명 "Rando-Webber" 및 "Rando-Feeder"(미국 뉴욕주 록스터에 소재한 큘레이터 코오포레이숀에서 시판 함)로 공지된 장치가 바람직하다. 이 기계들은 미국 특허 제2,744,294호, 제 2,700,188호, 제2,451,915호 및 제2,703,441호에 다양하게 기재되어 있다. 상기 가공 장치를 사용하면, 통상 섬유 길이는 약 1.25 내지 10 cm, 바람직하게는 약 3 내지 약 5 cm 내로 유지되어야 한다. 그러나, 다른 유형의 웹 형성 장치를 통해 상이한 길이의 섬유 또는 그 조합물도 본 명세서에 기술된 로프티성 개방 웹을 형성하는 데 사용할 수 있다.

앞에서 정의한 바와 같은 미세 연마제 충전 섬유의 주축 길이는 본 발명의 부직포 연마 물품에 의한 윤내기 또는 버니싱 조작의 효율에 영향을 미친다. 상기 미세 연마제 충전 섬유 주축 길이는 약 0.025 내지 약 0.40 mm가 바람직하며, 약 0.05 내지 약 0.10 mm가 더욱 바람직하다. 상기 부직포 연마 물품은 아크릴 및 우레탄 마무리물과 같은 다양한 마무리물을 함유한 마루뿐 아니라 합성 비닐 마루로부터 발자국을 제거하는 데 특히 적합하다.

또한, 연마 물품의 평균 입자 직경은 본 발명의 부직포 연마 물품을 사용하는 윤내기 또는 버니싱 조작의 효율에 영향을 미친다. 상기 연마 입자 평균 직경은 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛가 바람직하며, 약 3 ㎛ 내지 약 10 ㎛가 더욱 바람직하다.

상기 웹 내의 최대 로프티성, 최대 개방성 및 최대 3차원 공간 구조를 얻기 위해서는, 때때로 상기 미세 연마제 충전 섬유 전부(또는 상당량)를 권축시키는 것이 바람직하다. 그러나, 섬유끼리 서로 쉽게 교차하여, 형성된 웹내에 개방성이 큰, 로프티성 섬유를 형성하며 이를 유지하는 섬유라면 권축은 불필요하다.

후버 등에서 기재된 부직포 물품과 달리, 본 발명에 유용한 미세 연마제 충전 섬유로 구성된 부직포는 섬유들이 교차하고 서로 접촉하는 지점에서 섬유들을 결합시키는 결합제를 사용할 수는 있으나, 이 결합제가 반드시 필요한 것은 아니다. 사용되는 결합제의 유형은 섬유의 화학적 특성에 따라 다른 바, 페놀알데히드 수지, 부틸화 우레아 알데히드 수지, 에폭사이드 수지, 및 말레산 무수물, 프탈산 무수물 및 프로필렌 글리콜의 축합 생성물과 같은 폴리에스테르 수지가 유용한 결합제로 밝혀져 있다. 상기 미세 연마제 충전 섬유의 열가소성 성분이 폴리에스테르인 경우 및 페놀알데히드 수지를 결합제로서 사용하는 경우에는, 상기 섬유의 폴리에스테르 부분에 대한 페놀성 수지의 접착을 강화시키기 위해 결합제 도포 전, 과산화물 및/또는 자외선으로 상기 형성된 웹을 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 기술은 1992년, 7월 1일자로 발행된 본 출원인의 유럽 특허 출원 EP 0 492 868 A1호(맥코이 등)에 기술되어 있다.

미국 특허 제3,537,121호(맥아보이), 컬럼 1, 라인 66-70에 기술된 것에 반해, 본 발명의 부직포 물품은 평균 직경이 30 ㎛ 이상인 연마 입자를 함유하는 섬유로 구성된 부직포 연마 물품에 비해 항력(drag) 및 클로깅이 현저히 줄어든다. 일반적으로, 섬유가 가늘수록(즉, 주축 길이가 작을수록), 부직포 물품은 덜 개방되고, 와동 표시(swirl mark)가 덜 나타나나 항력이 더 커진다는 데 주목해야 한다. 본 발명의 방법에 유용한 부직포 연마 물품은 평탄한 표면 또는 불균일한 표면상에 사용될 수 있으나, 평탄한 평면에 사용되는 것이 바람직한데, 본 발명의 터프트 연마 물품은 전술한 바와 같이 불균일한 표면상에서 특히 유용하게 사용된다.

유용한 브러쉬 실시태양

도 3 및 도 4에 예시된 타입의 "브러쉬"연마 물품에 사용하는 특히 바람직한 섬유는 폴리아미드, 특히 나일론 6,12로서, 섬유의 주축 길이가 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm이며, 그 내부에 평균 입자 크기가 바람직하게는 약 0.1 ㎛ 내지 약 60 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 약 45 ㎛인 실리론 카바이드 연마 입자 약 30 중량%(섬유 총 중량을 기준함)가 매립되어 있다. 도 3 및 도 4에 예시된 구조물에 유용한 미세 연마제 섬유의 길이는 도 1 및 도 2에 예시된 터프티드 물품과 거의 같은 범위(약 1 내지 5 cm)이나, 약간 짧거나 긴 섬유를 사용할 수도 있다.

도 3 및 도 4에 있어서, 도 3은 본 발명의 방법에 유용한 브러쉬 실시태양의 투시도를 예시하는 것으로 상기 브러쉬는 중합체 수지(22)의 한 단부에 고정된 다수개의 미세 연마제 충전 섬유(20)를 포함하는데, 상기 수지는 백킹 또는 기판(24)에 부착된다. 상기 미세 연마제 충전 섬유(20)는 터프티드 연마 물품 및 부직포 연마 물품에 관하여 전술한 바와 같다. 그러나, 로프티성의 개방된 3차원 웹으로 형성된 섬유 또는 백킹 내로 터프팅된 얀 대신, 다수개의 섬유 각각이 중합체 수지(22)에 부착되어 있다. 백킹 또는 기판(24)은 그것의 측면(26), 즉 미세 연마제 충전 섬유가 있는 쪽에서 먼 측면(26) 상에 상기 물품을 종래의 마루 유지 기계에 부착시킬 수 있도록 후크 및 루우프 유형 패스너의 반을 지닌다. 백킹(24) 자체가 상기 패스너의 반을 제공하도록 사용될 수 있다. 또한, 백킹(24) 및 중합체 수지(22)는 다음 실시에 1에서와 같이 동일한 물질일 수 있는 것으로 인식된다.

선택적으로, 브러쉬 실시태양은 미국 일리노이주 제네바 칼슨 컴패니에서 시판하는 상표명"Model Y"로 공지된 것과 같은 종래의 연속적인 금속 스트립 브러쉬 제조 기계를 사용하여 제조할 수 있다. 이러한 기계는 섬유 이가 17 8.cm 이하인 브러쉬를 제조하는 데 사용할 수 있다. 이러한 장치 등으로 만든 브러쉬는 통상 "채널" 브러쉬로 언급된다. 이러한 유형의 기계는 필수적으로 일정한 메카니즘을 포함하는데, 이것에 의하면 두께가 0.16 cm 이하이고 너비가 3.2 cm 이하인 긴 금속 스트립을 구부려서 주름을 형성하며, 상기 주름은 다수개의 섬유에 의해 수직으로 횡단된다. 전술한 기계에 의해 와이어를 점유 위 금속 스트립 내 상기 주름의 중앙 아래에 놓는다(섬유를 실질적으로 이등분함). 상기 기계는 섬유를 U-형 채널 내에 고정시키면서 금속 스트립을 실질적으로 권축시킨다.

본 발명의 방법에 유용한 다른 브러쉬 실시태양은 전술한 바와 같이 본 출원인의 공계류 중인 출원 일련번호 제08/040,416호에 기재되어 있다. 상기 도 5의 참고 번호(100)은 일반적으로, 개선된 브러쉬 단편을 삽입시켜서 변형시킨 공업적인 원통형 브러쉬 마무리 디바이스(회전 브러쉬)를 예시한다. 구체적으로,디바이스(100)은 수평으로 장착된 원통형 허브(23)를 포함하는데, 상기 허브(23)는 바람직한 속도, 전형적으로는 약 2000~4400 표면 ft/분(645∼1340 m/분)의 속도로 선택적으로 회전될 수 있도록 기계적 디바이스(100)에 장착되어 있다. 배열(100)은 일반적으로 허브(23)에 대한 구동 메카니즘(25)을 포함할 백 아니라 상기 배열(100)을 통과할 때 처리하고자 하는 물품의 이동 경로에 대해 허브(23)의 위치를 선택하기 위한 조절 수단(세부 표시되지 않음)을 포함한다. 허브(23)는 일반적으로 미국 특허 제5,083,840호에 기술되어 있다.

디바이스(100)은 표면에 장착되는 다수개의 브러쉬 단편들(30)을 더 포함한다. 각각의 브러쉬 단편(30)은 허브(23)를 따라서 종축으로 연장되어 있으며, 미세 연마제 충전 섬유(31)는 이로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 히브(23)가 회전함에 따라, 섬유(31)는 물품과 접촉하여 회전함으로써 상기 물품이 마무리된다. 도시된 바와 같이, 장 트림 훨 내에서, 기관에 대한 허브(23) 및 브러쉬의 관계로 섬유(및 어느 정도는 브리쉬 단편의 기타 부분까지)가 진동함에 따라, 상당한 "플래핑(flapping)"작용이 일어난다. 전형적으로, 약 5°이상, 통상 약 10 내지 20°정도의 상기 "진동" 또는 "플래핑"(즉, 섬유의 단순한 구부러짐 이상) 작용이 일어날 것이다.

도 5에서, 브러쉬 단편(32)은 장착, 즉 허브(23) 상에서 슬롯(33) 내로 활강시키기 위해 배향되어 있음을 보여준다.

본 발명에 유용한 브러쉬 단편은 도 6 내지 도 11에 도시하였다. 특히, 도 6의 도면 부호(34)는 미국 미네소타주 55144 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝앤드 매뉴팩춰링 컴패니에서 시판하는 상표명 "Brushlon"과 같은 종래의 장 트림 브러쉬 단편을 나타낸다. 단편(34)는 미국 미네소타주 55144 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴패니(3 M)에서 시판하는 상표명 "RX 브랜드" 알루리늄 허브(이는 또한 상표명 "Brushlon" 또는 "Brushlon/RX"로도 입수 가능함)와 같은 종래의 원통형 허브에 사용할 수 있는 유형이다.

단편(34)은 일반적으로 루트(35), 스크림 포장된 구간(섬유 팩)(36) 및 섬유(37)를 포함한다. 일반적으로, 상기 루트(35)는 슬롯이 있는 허브 상에서 슬롯과 맞물려지는 형상을 갖는다. 스크림 포장된 구간(36)은 섬유(37)의 단부를 제 위치에 고정시킨다. 스크림 포장된 구간(36)은 루트(35) 위에서, 상기 단편(34) 전체에 걸쳐 있는 스태플(38)에 의해 기계적으로 장착된다. 종래의 장 트림 브러쉬 단편(사용중 마모되기 전)에서, 섬유(37)는 스크림 포장된 구간으로부터 약 2 in 이상(즉, 약 5 cm 이상), 전형적으로 약 3∼12 in(즉, 약 7.5∼30.5 cm) 연장되어 있다. 도 7에서 루트(35)는 팽창된 베이스 부분(하부 비이드 또는 볼 부분)(39) 및 목부분(39a)를 포함하고 있다. 도 7을 참고로 하여 이해한 바에 따르면, 브러쉬 단편(34)은 일반적으로 목부분(39a)의 각 면 상에 하나씩 스크림(36)(그 내부에 섬유(37)가 장착됨)의 팩 또는 구간을 2개 구비한다. 이것들을 일반적으로 참고 번호 "A" 및 "B"로 각각 표시하였다.

구간 A 및 B 각각은 스크림 물질 A' 및 B' 각각의 접혀진 형상으로 이루어지며, 섬유(37)의 단부들이 그 내부로 돌출되어 있다. 상기 섬유(37)는 스크림 물질 A' 및 B' 내부에 수용된 고온 용융 수지 "R"의 코어에 의해 제 위치에 보유된다.이러한 목적에 사용된 종래의 고온 용융 수지는 폴리아미드 열가소성 수지이다.

도 6 및 도 7에 예시된 바와 같은 브러쉬 단편은 다양한 환경에서 사용되어왔다. 그러나, 특히 습식 또는 가성 환경에서 사용하거나 또는 유기 용매를 사용하는 경우 섬유의 손실이 일어나기 쉽다. 또한, 상기 스태플(38) 및 스크림 물질 A' 및 B'는 폐기되는, 즉 섬유에 의해 점유되지 못하는 폭을 점유한다. 추가로, 섬유의 구간들(A 및 B)은 목(39a)의 맞은편에 고정되어야 하기 때문에 도 7의 상기 루프(35)의 단부(39a)에는 유사한 방법으로 폐기되는 공간"S"가 형성된다. 즉, 공간 S로 인해, 브러쉬 단편(34)은 저밀도 브러쉬이다.

도 8에서는, 본 발명에 사용하기 위한 또 다른 브러쉬 단편을 일반적으로(40)으로 표시하였다. 브러쉬 단편(40)은 도 5의 브러쉬 단편(30) 중의 하나로서 사용될 수 있다. 브러쉬 단편(40)은 일반적으로 루트 부재(41), 중합체 블록 또는 베이스(42) 및 섬유(43)를 포함한다. 섬유(43)는 각각 중합체 베이스(42) 내에 고정되어 있다. 즉, 각각의 미세 연마제 충전 섬유(43)의 단부는 베이스(42)의 중합체 내에 매립되어 있다. 도 8의 배열은 스크림을 포함하지 않으며, 다양한 부분에 대해 어떠한 기계적 연결(스태플)도 필요로 하지 않는다. 본 명세서에 사용된 용어 "기계적 연결" 및 그것의 변형물이란 상기 중합체 베이스에 상기 루트 부재를 확실히 부착시키기 위해 스태플 또는 리벳과 같은 어떠한 기계적 디바이스도 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다. 상기 두 부재 사이는 결합 또는 접착(비기계적 연결)된다.

본 명세서에서, 상기 중합체 블록 또는 베이스(42)의 종축 방향 연장(도 8의왼쪽에서 오른쪽으로)은 상기 브러쉬 단편(40)의 "폭" 또는 "면폭"으로 언급될 것이다. 상기 허브의 표면으로부터 섬유의 외부 팁까지 연장된 것을 브러쉬 단편의 "길이"로 언급한다. 상기 중합체 블록을 (도 8의 왼쪽에서 오른쪽으로) 관통하는 치수를 두께로 언급한다.

도 9에서는, 단편(40)이 내부에 장착되어 있는 허브(44)의 단편도를 도시하였다. 두개의 인접한 단련(40a 및 40b)을 도시하고 있다. 이해를 돕기 위해, 하나의 단편(40a)을 도 9의 단면도로서 도시하였다. 다른 하나(40b)는 도 9의 단면도로 도시하지 않았다.

도 9에서, 미세 연마제 충전 섬유는 거의 균일하게 분배되어 베이스(42)의 상부(외부) 표면(45)으로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 도 9의 배열에서는 중앙 간극이 존재하지 않는다. 즉, 섬유(43)는 도시된 바와 같이, 루트 부재(41)의 단부(46) "바로 위" 또는 "위" 공간을 점유하도록 분배된다.

중합체 베이스(42)는 스태플과 같은 기계적 수단에 의해 루트 부재(41) 상에 장착되지 않는다. 오히려, 중합체 베이스(42)는 루트 부재(41) 상에서 경화(성형)되어 그것에 고정(접착 또는 결합)되는 중합체를 포함한다. 바람직한 실시태양에시, 상기 수지는 루트 부재(41)에 상기 베이스(42)를 부착시키는 유일한 수단이다.

루트 부재(41)는 팽창된 베이스(비이드 또는 볼)(47) 및 목부분(48)을 포함한다. 베이스(47) 및 목부분(48)의 크기를 정하여, 공업적인 브러쉬 원통형 허브(44)의 종축 슬롯(50)에 연결시키기 위해 배열한다. 또한, 목(48)은 확실하게 연결되기 위해, 중합체 블록(42)내로 충분히 연장되어야 한다. 일반적으로, 목(48)의 약 0.19 in(약 0.5 cm) 이상, 바람직하게는 약 0.25∼0.5 in(0.6∼1.3 cm)가 중합체 블록(42) 내로 연장되는 것이 충분하다. 도 9의 배열(40a 및 40b)은, (46)으로 표시되어 있는 바와 같이 목부분(48)이 미세 연마제 충전 섬유(43)의 하부 단부(51)아래에서 종료되도록 구성하는 것이 바람직하다.

전술한 바에 따라, 사용도중 상기 브러쉬 단편 내 "진동" 또는 "플래핑" 동작의 정도를 참고로 하였다. 도 9에서는, 이러한 동작은 화살표(53) 방향에 따라 한끝에서 다른쪽 끝으로 중앙축(52) 둘레에서 총 각 굽음(angular bending) 또는 플래핑(편향)이 될 것이다.

다양한 물질이 본 발명에 유능한 브러쉬 구조물내 이용될 수 있으나, 특히 바람직한 물질은 상기 구조물에 유리한 특성, 특히 사용 시 파손되지 않는 루트 부재의 강도(예, 플래핑의 변형력에 기인함) 및 미세 연마제 충전 섬유의 내파괴성 또는 내손실성(특히, 습한 조건, 수성 조건 또는 가성 조건하에서 사용하는 경우, 가열하는 경우, 또는 용매 용액을 사용하는 경우)을 부여한다.

전형적인 장 트림 용도의 미세 연마제 충전 섬유는 수지 또는 중합체 베이스(42)로부터 바깥쪽으로 충분히 길게 연장되어야 한다. 그 길이는 2 in(약 5 cm)이상, 전형적으로는 약 3∼12 in(약 7.5∼30.5 cm)이다. 섬유는 확실히 고정시키기에 충분한 거리로 베이스(42) 내에 매립되어야 한다. 그 거리는 일반적으로 약 0.25 in(약 0.6 cm) 이상, 전형적으로는 약 0.3∼0.9 in(심지를 포함하지 않음), 즉 약 0.8∼2.3 cm이다. 섬유의 브러쉬 단편 길이 : 두께 비가 3 이상, 바람직하게는 적어도 5∼19의 범위에 있도록 충분히 길게 배열되어 있는 것이 바람직하다.

상기 루트 부재는 회전중 열 축적으로 인한 사용상의 변형적, 마무리 조작과 연관한 압력, 그리고 작동중 브러쉬 부재의 플래핑 작용에 의해 발생되는 과잉의 변형력을 지탱할 수 있는 물질로 이루어지는 것이 중요하다. 일반적으로, 다음 특성을 지닌 중합체 물질이 바람직할 것으로 밝혀졌다. 쇼어 A 경도(BSI 방법 365A, 파트 3)가 94 이상, 바람직하게는 27 이상이고, 가장 바람직하게는 오프스캐일이다. 쇼어 D 경도(ASTM:E 448-82)는 50 이상, 바람직하게는 52 이상, 가장 바람직하게는 55∼72이고, 파단시 신장률(%)은 300% 이상, 바람직하게는 325% 이상, 가장 바람직하게는 350∼450%이며, 파단시 인장 응력은 바람직하게는 5200 psi(lb/in²) 이상(즉, 약 36.5 5MPa), 더욱 바람직하게는 5700 psi(약 39 MPa)이상, 가장 바람직하게는 약 5900∼6600 psi(약 41∼45.5 MPa)이고, -40℉에서 굴곡 모듈러스는 100,000∼350,000 psi(690∼2400 MPa)이고, 93℉에서는 30,000∼85,000 psi(200∼590 MPa), 212℉에서는 16,000∼30,000 psi(110∼210 MPa)이다. 경도(쇼어 A)에 관한 용어 "오프스캐일"이란 너무 단단하여 상기 테스트에 의해서는 측정 값을 얻기가 어려운 물질을 의미한다.

현재, 열경화성, 우레탄 물질을 루트 부재로서 사용할 수 있는 것으로 기대된다. 폴리에스테르/폴리아크릴레이트/폴리에스테르 공중합체의 중합체 혼합물과 같은 기타 물질도 사용할 수 있다. 시판되는 바람직한 물질로는 미국 델라웨어주 19898 윌밍톤에 소재한 DuPont에서 시판하는 상표명"Hytrel 5556", "Hytrel 6256" 및 "Hytrel 7246"으로 공지된 것이 있다. 이것은 적당한 모양 및 크기의 스트립 형태로 쉽게 압출될 수 있다.

RX 허브 등과 병용하는 경우, 상기 루트 부재의 바람직한 치수는 총 높이(볼 부분에서 목부분의 끝까지)는 약 0.80 in(2 cm) 이상(전형적으로는 0.87∼1.0 in 또는 2.2∼2.52 cm)이고, 목부분의 길이는 약 0.625 in 또는 1.6 cm 이상(전형적으로는 0.75∼0.87 in 또는 1.9∼2.2 cm)이며, 목부분의 두께는 약 0.095∼1.05 in(0.15∼0.2 cm)이고, 하부 팽창된 볼 부분(47)(비이드)의 직경은 약 0.23 내지 0.25 in(0.56∼0.64 cm)이다.

상기 베이스 부분(42)은, 미세 연마제 충전 섬유 및 루트 부재 모두를 기계적 연결에 의해 내부 고정시키기 위한 가공이 용이하고, 사용조건을 충분히 지탱하여 사용하는 동안 상기 루트 부재 및 섬유 물질을 확실하게 연결시키는 중합체 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 습식 및/또는 가성 마무리 조건하에서 (임의로)사용될 수 있는 물질이 바람직할 것이다.

중합체 베이스로 사용하기에 바람직한 물질은 경화(열경화)된 우레탄이다. 상기 우레탄을 형성하는 수지 물질은 다음 특성들을 지닌 경화된 우레탄을 제공하는 것이어야 한다: 경도 - 쇼어 A 경도; 90 이상, 바람직하게는 95 이상, 가장 바람직하게는 97 내지 오프스캐일, 쇼어 D 경도; 50 이상, 바람직하게는 52 이상, 가장 바람직하게는 54 내지 60,

100% 신장율; 1100 psi(약 7.6 MPa) 이상, 더욱 바람직하게는 1500∼2100 psi(10.4∼14.5 MPa), 가장 바람직하게는 1700∼1900 psi(약 11.7∼13.1 MPa), 300 % 신장률: 2200 psi(약 15.2 MPa) 이상, 바람직하게는 3200∼5000 psi(22.1∼34.6MPa), 파장 바람직하게는 4200∼4800 psi(약 29∼33.2 MPa).

파단시 인장 응력; 바람직하게는 3900 psi(약 27 MPa) 이상, 더욱 바람직하게는 4300∼5600 psi(약 29.7∼38.7 MPa), 가장 바람직하게는 약 4700∼5300 psi(약 32.5-36.5 MPa).

만약 중합체 베이스가 정의된 바와 같은 물질로 이루어 진다면, 일반적으로 그 브러쉬는 높은 회전 조작 속도에서도 변형되지 않을 것이고, 습식 또는 가성 조건 하에서도 그대로 유지될 것이며, 사용시 열 축적으로 인한 변형이 일어나지 않을 것이다.

중합체 베이스를 형성하는 미경화 수지 혼합물의 점도는 72℉(22℃)에서 10,000~34,000 cp인 것이 취급이 용이하므로 바람직하다.

시판되는 수지 물질은 중합체 베이스의 경화된 우레탄을 형성하는 데 사용할 수 있다. 바람직한 물질로는 미국 코네티컷주 06749 미들베리에 소재한 유니로얄케미칼 컴패니에서 시판하는 것으로서 "Caytur 21"(디옥틸 프탈레이트 중에 분산시킨, 메틸렌 디아닐린 즉 MDA와 염화나트륨의 착물)로 경화시킨 상표명 "Adiprene L-767"(폴리에스테르-톨루엔 디이소시아네이트)로 공지된 것, 또는 "Caytur 21"로 경화시킨 상표명"Adiprene L-315"(폴리에스테르-톨루엔 디이소시아네이트)로 공지된 것을 들 수 있다. 이러한 물질은 전술한 범위의 바람직한 한계값에 가까운 물리적인 강도 및 특성을 제공하므로 바람직하며, 기공이 실질적으로 없는 것으로 쉽게 가공될 수 있다(일반적으로, 상기 수지 내의 기공은 시스템을 약화시키므로, 사용도중 일체성이 파괴되거나 또는 손실되는 경향이 있다). 기타 사용 가능한 시판용우레탄 수지시스템으로는 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린)(즉, MOCA)로 경화시킨 "Vibrathane" B-600 B-601, B-615, B-621 또는 B-627(폴리에테르-톨루엔 디이소시아네이트, 즉, 폴리에테르-TDI's); MOCA로 경화시킨 "Vibrathane" 8080 또는 8050(폴리에테르-TDI's), "Vibracure" 3095로 경화시킨 "Vibrathane" B-625, B-635 또는 B-670(즉, 폴리에테르-디페닐메탄 디이소시아네이트 또는 폴리에테르-TDI's) 및 1,4-부탄디올 또는 "Vibracure" 3095로 경화시킨, "Vibrathane" 6012 또는 8022(폴리에테르-TDI's)와 같은 상표명으로 공지된 것들이 있는데, 상기 "Vibracure" 및 "Vibrathane" 물품은 유니로얄 케미칼 컴패니, 인코오포레이티드에서 시판하는 것이다. 또한, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드(미국 펜실베니아주 18105 앨린타운에 소재)에서 시판하는, MOCA로 경화시킨 우레탄"1080" 또는 "1090"(폴리에테르-TDI's), 또는 마일스 인코오포레이티드(미국 펜실베니아주 15205 피츠버르그에 소재)에서 시판하는, MOCA로 경화시킨 "410", "2680" 또는 "2690"(폴리에테르-TDI's)도 사용할 수 있다.

일반적으로, 열 블로킹 경화되는 수지가 발열 실온 경화되는 것들에 비해 바람직하다. 이들 중 어느 것도 사용할 수 있으나, 발열 실온 경화되는 수지는 일반적으로 제한된 보존 수명으로 인한 소형 배치 혼합을 필요로 하거나 또는 인라인 미터-혼합 시스템을 필요로 할 것이다. 열 블로킹된 경화되는 수지 시스템은 가공 중 적당한 경화 온도로 가열될 때까지 혼합될 수 있으며 일반적으로는 변화를 보이지 않을 것이다. 전술한 상기 바람직한 두개의 시판용 수지 시스템(Adiprene 시스템)은 열 블로킹된 경화의 바람직한 특성을 보여준다.

중합체 베이스(42)의 바직직한 치수는 다음과 같다: 루트 부재 및 미세 연마제 충전 섬유 모두를 확실하게 고정시키기에 충분한 깊이[일반적으로 0.4 in(1 cm) 이상, 전형적으로는 0.6∼1.0 in(1.5∼2.5 cm)], 및 도 8의 상기 중합체 베이스(42)를 구비한 2 개의 단편을 종래의 슬롯 허브 상의 인접한 슬롯 내에 서로 인접하게 장착시킨 것 보다 작은 두께.

두께는 일반적으로, 0.5 in(1.25 cm) 이상, 전형적으로는 약 0.625 in(1.58 cm)이 적당하다.

도 8 및 도 9에 기술된 바와 같이 다양한 제조 방법을 사용하여 브러쉬 단편을 제조할 수 있다. 종래의 성형 기술을 사용할 수 있다. 일반적으로, 적당한 형상의 주형에 적당한 루트 부재(이미 압출 및 경화시킨 것)를 놓는다. 상기 중합체 베이스를 고정시키고자 하는 루트 부재의 목부분 둘레에 붓는다. 섬유를 상기 중합체 블록 내로 부었으며 이는 상기 중합체 블록이 경화됨에 따라 그 위치에서 유지된다. 바람직한 미세 연마제 충전 섬유의 밀도는 4.8∼8.0 강모 g/브러쉬 단편면 폭 in/섬유 길이 in 또는 약 0.75∼1.25 강모 g/브러쉬 단편면 폭 in/섬유 길이 in이다.

경우에 따라서는, 상기 중합체 베이스 수지 내에 루트 부재를 함침시키기 전, 이들 둘간의 결합을 확실히 하기 위해, 루트 부재의 표면을 예비처리하는 것이 중요할 수 있다. 시판용 Hytrel을 루트 부재로서 사용하는 경우, 예를 들면 상기 압출된 루트 부재의 (목부분에서의) 외부 스킨은 상기 중합체 베이스 내에 함침될 목부분의 외부 표면을 샌딩하거나 또는 거칠게 만들므로써 제거해야 한다. 일반적으로, 루트 부재의 목부분의 표면을 거칠게 하면 표면적이 증가하여 루트 부재와 중합체 베이스간의 연결(결합)을 확실하게 해주므로, 경화된 물품의 층화분리를 막을 수 있다.

중합체 베이스 또는 루트 부재 중의 하나 또는 둘 모두의 중합체 시스템에 다양한 보조제를 사용할 수 있다. 이러한 보조제의 예로는, 종래의 충전제, 염료 및/또는 대전방지제가 있다.

몇몇 용도에서는, 상기 베이스 부분 및 루트 부재를 동시에 단일한 수지 시스템으로 성형할 수 있다. 이러한 구조물은 도 10 및 도 11에 예시되어 있다. 먼저, 도 10에서는, 브러쉬 단편(60)이 미세 연마제 충전 섬유(61), 중합체 베이스(62) 및 루트 부재(63)을 포함한다. 도 11에 예시된 횡단면도에서는, 상기 중합체 베이스(62) 및 루트 부재(63)가 단일한 수지 시스템으로부터 성형된 단일의 구조물이다. 도 11에서, 참고 번호(60a)는 도 10 배열(60)의 단면도에 관한 것이며, 번호(60b)는 측입면도에 관한 것이다. 배열(60a) 및 (60b)는 허브(68) 내에 장착된 상태로 도 11에 도시되어 있다.

상기 시스템은 쉽게 제작될 수 있으나, 단 사용된 상기 수지 시스템은 루트 부재의 최소 요구를 충족시키는 적당한 강도의 경화된 물질로 제공되는 것으로 생각된다. 즉, 상기 루트 부재는 전술한 장 트림 브러쉬 단편의 플래핑 작용으로 인해 사용도중 상당한 측 변형력을 받기 쉽다. 도 8 및 도 9에 도시된 배열에서는, 중합체 베이스의 수지 물질은 루트 부재로 사용되는 물질과 같이 반드시 높은 강도를 지녀야 하는 것은 아니다. 그러나, 도 10 및 도 11의 배열은 경우가 다르다.

일반적으로, 도 10 및 도 11의 중합체 베이스(62) 및 루트 부재(63)를 형성하는 수지 시스템은 루트 부재로서 도 8 및 도 9의 배열에 관하여 전술한 특성을 갖는 경화된 물질을 제공해야 하는 것으로 여겨진다. 도 8 및 도 9에 대해 전술한 바람직한 치수 및 기타 특징은 일반적으로 도 10및 도 11의 배열에 대해서도 적용할 수 있다.

도 5 내지 11에 예시된 브러쉬 물품에 사용하기에 특히 유용한 섬유로는 폴리아미드, 특히 나일론 6.12로서, 섬유의 주축 길이가 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm이고, 그 내부에 평균 입자 크기가 바람직하게는 약 0.1 ㎛ 내지 약 40 ㎛m, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 약 40 ㎛인 실리콘 카바이드 연마 입자 약 30 중량%(섬유 총중량을 기준함)가 매립되어 있다. 내수성은 나일론 12가 나일론 6.12보다 더 좋은데, 나일론 6,12는 또한 나일론 6,6 보다 내수성이 더 좋다. 그러므로 나일론 6,6은 건식 버프 연마용으로는 사용될 수 있으나, 습식 버프 연마 용으로는 바람직하지 않다.

연마 입자가 이성분 섬유의 외부 부분 또는 외부 성분내에 존재한다면 본 발명의 물품에 이성분 섬유를 사용할 수 있다.

본 발명에 유용한 브러쉬 연마 물품에서, 상기 미세 연마제 충전 섬유의 팁은 마루의 우수한 윤내기 및 연마 특성을 부여하므로 단 트림 휠 및 마루 브러쉬에 특히 중요한 반면, 장 트림 브리지는, 특히 나무 보풀 제거 및 복잡한 보석류와 같은 백납 물품의 세척에 있어서 섬유의 사이드에 좌우되는 경향이 있다.

솔리드형 및 중공형 섬유를 사용할 수 있을 뿐아니라 열편이 있는 것과 열편이 없는 섬유 또한 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 초기 플래깅된 미세 연마제 충전 섬유 및 초기 플래깅되지 않은 미세 연마제 충전 섬유는 대상물에 따라 유리할 수 있다. 중공형 섬유는 그것의 말단에 다수의 슬릿을 내재시킬 수 있거나, 팁을 평평하게 할 수 있으며 또한 솔리드형 섬유 팁은 슬릿화 또는 테이퍼화될 수 있다. 이러한 섬유 변형은 모두 일반적으로 "플래깅"으로 언급되며, 섬유 기술 분야에 공지된 종래 기술에 의해 달성될 수 있다.

연마 입자

본 발명에 유용한 미세연마 입자는 섬유를 형성하는 데 사용되는 열가소성 중합체 전체에 분산되어 있고 내부에 부착되어 있으며 여기에 매립될 수 있는 것이 바람직하다. 일부 연마 입자는 완전히 매립될 수 없으므로 상기 중합체 표면에 돌출될 수 있다. 중합체에 100% 매립되지 않는 이러한 연마 입자는 중합체 물질에 고정되는 것으로 생각하는 것이 더 적절할 수 있다.

본 발명의 연마 섬유에 유용한 연마 입자는 각각의 연마 그레인 또는 각 연마 그레인들의 응집물일 수 있으나, 단 상기 각각의 연마 그레인 또는 응집물의 평균 크기는 약 0.1㎛ 이상, 약 60 ㎛ 미만이다. 적당히 응집된 연마 입자는 미국 특허 제4,652,275 호 및 제4,799,939 호에 기재되어 있다.

상기 미세연마 입자는 연마 기술 분야에 통용되는 공지된 임의의 연마 물질로 될 수 있다. 싱기 미세 연마 입자의 경도는 바람직하게 약 7 모오 이상, 가장 바람직하게는 약 9 모오 이상이다. 적당한 연마 입자의 예로는 개개의 실리콘 카바이드 연마 입자(예, 미국 특허 제4,505,720호에 개시된 바와 같은 내화 물질 피복된 실리콘 카바이드 연마 입자), 융해된 알루미늄 산화물, 열처리되고 융해된 알루미늄 산화물, 알루미늄 지르코니아(예, 미국 특허 제3,781,172호, 제3,891,408호 및 제 3,893.826호에 개시된 것과 같은 융해된 알루미나 지르코니아 미국 매사추세츠주 보세스터에 소재한 노르톤 컴패니에서 상표명 "NorZon"으로 시판함), 입방 질화 붕소, 가아넷, 경석, 모래, 금강사, 운모, 석영, 다이아몬드, 탄화붕소, 융해된 알루미나, 소결된 알루미나, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩추어링 컴패니에서 상표명"Cubitron"으로 시판하는 α-알루미나계 세라믹 물질(예, 미국 특허 제4,314,827호, 제4,518,397 호, 제4,574,003 호, 제 4,744,802 호 제4,770,671 호 및 제4,881,951 호에 개시된 것) 및 이들의 조합물을 포함한다.

상기 미세 연마 입자는 바람직하게는 약 0.1 내지 약 40 중량%, 더욱 바람직하게는 약 25 내지 약 35 중량%로 존재한다. 바람직한 연마 입자의 평균 입자크기는 섬유가 사용되는 물품 유형에 얼마간 좌우된다. 바람직한 연마 입자의 평균 입자 크기는 본 발명에 유용한 각 물품을 논의한 구간에 기술되어 있다.

섬유 인장 강도를 손상시키지 않으면서 더 높은 연마 입자 하중을 얻으려면, 사용된 열가소성 수지 또는 열가소성 탄성 중합체에 따라, 상기 중합체 용융물 내로 입자를 주입하기 전에 커플링제로 상기 연마 입자를 피복하는 것이 바람직할 수 있다. 선택적으로, 커플링제는 약 10 내지 약 30 중량%의 커플링제및 약 70 내지 약 90 중량%의 열가소성 수지를 함유하는 펠릿의 형태로 상기 중합체 용융물에 첨가될 수 있다. 이 후자의 방법에서는, 상기 커플링제 함유 펠릿을 상기 지점의 압출기 "상류"의 중합체 용융물에 첨가하거나 또는 연마 입자를 첨가한다. 첨가 비는 상기 미세 연마제 충전 섬유의 총 중량에 대해 일정한 중량%, 즉 0.01 내지 약 2.0, 바람직하게는 약 0.02 내지 약 0.3 범위의 커플링제를 제공하도록 계산된다.

본 발명에 유용하므로 그 사용이 바람직한 것으로 밝혀진 커플링제는 네오펜틸(디알릴)옥시 티타네이트, 예를 들면 네오펜틸(디알릴)옥시, 트리(m-아미노페닐)티타네이트 및 네오펜틸(디알릴)옥시, 트리(디옥틸포스파토)티타네이트이다. 상기 트리(m-아미노페닐) 및 트리(디옥틸포스파토)티타네이트 변형물이 미국 뉴저지주 베이온에 소재한 켄리치 페트로케미칼스, 인코오포레이티드로부터 각각 상표명 "LICA 97/E" 및 "LICA 12/E"의 펠릿 형태(열가소성 수지 중 20 중량%의 커플링제)로 시판되고 있다.

상기 용융된 열가소성 물질 내에서의 접착성 및 분산성을 강화시키기 위해 상기 연마 입자 표면(또는 표면이 일부, 또는 입자의 일부이나 전표면)을 커플링제로 처리할 수 있다.

상기 미세연마 입자는 섬유를 형성하는 열가소성 물질 내에 반드시 균일하게 분산될 필요는 없으나, 균일하게 분산되면 변함 없는 마모성 및 윤내기 특성을 제공하며 또한 균일한 광택을 제공할 수 있다.

임의의 섬유 첨가제

본 발명의 물품에 유용한 미세 연마제 충전 섬유는 충전제, 윤활제, 착색제 및/또는 안료, 분쇄 조제, 자외선 안정화제 등을 연마 기술 분야에 사용하는 전형적인 양으로 함유할 수 있다.

만약 미세 연마제 충전 섬유를 제조하는 데 사용되는 열가소성 물질이 폴리올레핀, 또는 이것의 혼합물이라면, 폴리올레핀을 착색하는 가장 통상적인 방법은 압출 전에 상기 중합체 용융물에 안료를 첨가하는 것이다. 바람직한 안료로는 이산화 티타늄(백색), 카드뮴 염(레드, 오렌지, 옐로우), 산화철(갈색) 및 다양한 유기안료가 있다. 내부에 폴리(비닐피리딘)을 분산시킨 폴리프로필렌계 미세 연마제 충전 섬유 또는 폴리프로필렌 사슬상에 그래프트된 비닐피리딘 유니트는 산 염색될 수 있다. 니켈 변성 폴리올레핀은 A.F. Turbak의Text. Res. J.,3권, 제350면(1967)에 논의된 바와 같이 킬레이트를 이루어 특정의 매염 분산 염료와 금속-염료 착물을 형성할 수 있는 소량의 유기 니켈 화합물을 함유한다. 상기 각각의 변성된 유형 안료 침가된 폴리프로필렌 섬유보다 더 비싸므로, 안료 첨가된 변형물이 일반적으로 바람직하다.

폴리올레핀계 미세 연마제 충전 섬유는 그 내부에 자외선 안정화제, 예를 들면 카본 블랙을 분산시킨 것이 바람직하다. 또한, 전술한 안료는 자외선 구간에서 흡수될 수 있다.

윤활제로 특히 유용한 부류는 알칼리 금속 스테아레이트, 알칼리 금속 올레이트 등이며, 본 명세서는 이하 "지방산 윤활제"로 언급할 것이다. 이들 특정한 윤활제는 전술한 바와 같이 브러쉬와 표면간에 발생한 마찰을 없앤 후, 마루 및 표면에 윤이 날때 까지 윤을 내거나 또는 연마하고자 하는 영역에 분무 디바이스를 사용하여 수분 또는 버프 연마 화합물물 도포하는 분무 버프 연마 용도에서 특히 유효하다.

지방산 윤활제를 사용하는 경우, 이것을 후술한 "섬유 제조" 섹션에 더욱 상세하게 기술되어 있는 바와 같이, 섬유를 형성하는 중합체 용융물에 첨가한다. 통상 상기 지방산 윤활제는 중합체, 연마 입자 및 충전제 총 중량의 0 내지 약 10 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다, 첨가되는 윤활제의 중량%는 궁극적으로 물품의 최종 용도에 좌우된다.

본 발명에 유용한 물품이 부착될 수 있는 기계

물론 본 발명의 목적은 종래의 마루 유지 기계 또는 그와 유사한 기계에 부착시켰을 때 표면 광택을 증가시키거나 또는 바람직하지 않은 물질을 제거하는 데 사용했을 때 그 기능을 효과적으로 수행하는 물품을 사용하는 것이다. "굉택"은 표면 광채 또는 윤을 말한다. 광선이 일정한 표면을 비추면, 이 표면 상의 스크래치에 의해 상당한 입사광이 굴절 또는 산란될 것이다. 만약 그 표면이 비교적 깨끗하고 스크래치가 없다면, 상당한 입사광이 반사하여 고 광택의 표면을 만들 것이다.

본 발명에 유용한 연마 입자는 건조 유형으로 또는 분무 유형으로 사용될 수 있다. 분무 버프 연마법은 터프티드된 브러쉬 양태를 통해 수행될 수 있기는 하나 본 발명에 따른 부직포 연마 물품에 의해 가장 빈번하게 수행된다. 액체 존재 하에서의 윤내기는 더욱 좋은 마무리, 즉 고광택 표면을 얻을 수 있다. 상기 액체는 물, 유기 윤활제, 세제, 착색제 또는 이들의 조합물이 될 수 있다. 상기 액체는 윤내기를 강화시키는 첨가제를 더 함유할 수 있다. 분무 버프 연마를 위한 전형적인 바람직한 액체는 물, 계면활성제 및 검은 자국을 제거하기 위한 유기 용매의 혼합물을 포함한다. 또한, 분무 버프 연마 액체는 마루 마무리물에 사용되는 것과 유사한 아크릴 또는 우레탄 중합체, 물, 세제, 왁스 등을 함유할 수도 있다. 분무 버프 액체는 쉽게 구입할 수 있으며, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴패니에서 시판하는 상표명 "3 M Brand Spray Buff Cleaner and Polish"로 공지된 것들을 포함한다.

표면을 연마하거나 윤을 내는 동안, 약 35 내지 약 350 kg/m², 더욱 바람직하게는 약 70 내지 약 175 kg/mm²의 힘으로 연마 물품을 표면에 대해 움직여서 표면 상에서 아래쪽으로 눌러 닦는다. 아래 방향 힘이 너무 크면 상기 연마 물품은 버프 연마하고자 하는 표면에 있는 스크래치에서 불순물을 없앨 수 없으며, 몇및 예에서는 실제로 스크래치 깊이를 증가시킬 수 있다. 또한 아래 방향의 힘이 너무 크면, 상기 연마 입자는 과도한 마모를 일으킬 수 있으며, 전기 버프 연마 기계상에서는 전류의 항력(drga)을 현저히 증가시시켜 퓨즈 및/또는 회로를 용단(溶斷)시킬 수 있다. 아래 방향의 힘이 너무 작으면, 상기 연마 입자는 스크래치에서 불순물을 없애고 표면으로부터 발꿈치 자국과 같은 표식을 제거하는 것이 효과적일 수 없으며 바람직한 수준의 광택을 얻을 수 없다.

전술한 바와 같이, 버프 연마하고자 하는 표면, 연마 입자 또는 이 둘 모두를 윤내기, 버프 연마 또는 버니싱 조작 동안 서로 움직이게 한다. 이러한 움직임은 회전 운동, 랜덤 운동 또는 선형 운동일 수 있다. 회전 운동은 연마 디스크 형태인 본 발명의 연마 물품을 회전 도구에 부착시킴으로써 발생시킬 수 있다. 수동 도구에서는, 도구의 작동 속도를 4,000 rpm 이하의 범위로 할 수 있는 반면, 종래의 마루 유지 기계는 약 150 내지 약 3000 rpm 사이에서는 어느 범위로든 작동시킬 수 있다. 랜덤 궤도 운동은 랜덤 궤도 도구에 의해 이루어질 수 있으며 선형 운동은 본 발명의 범주에 드는 세개의 연마 물품 실시태양 중 하나로 형성된 연속적인 연마벨트 물품에 의해 이루어질 수 있다.

버프 연마시키고자 하는 표면과 연마 물품간의 상대적인 운동은 표면의 크기에 좌우될 수 있다. 그 표면이 비교적 크면, 마루를 윤내기하거나 또는 버니싱할 때와 같이 윤내기 또는 버프 연마 시 표면을 정지 상태로 두고 연마재를 이동시키는 것이 바람직하다. 미국 미네소타주 미네아폴리스에 소재한 어드밴스 컴패니에서 시판하는 것과 같은 마루 유지 기계가 바람직하다. 이러한 기계는 전형적으로 상기 연마 물품이 부착하는, 입자 직경이 약 33 내지 67 cm, 더욱 구체적으로는 약 51 cm인 헤드를 구비한다.

본 발명의 물품 및 방법에 대한 이해를 돕기 위해, 하기 테스트 방법 및 실시예를 제공하였다. 모든 부 및 %는 특별한 언급이 없는 한 중량을 기준한 것이다.

섬유 제조법

후술한 실시예에 사용되는 미세 연마제 충전 섬유는 다음 순서에 따라 제조 된다.

미국 뉴저지주 람세이에 소재한 워너 앤드 피플레이더러 코오포레이숀에서 시판하는 30 mm 배럴 직경의 동시회전 쌍나사 압출기 내에서 알루미나, 실리콘 카바이드 가아넷 등과 같은 연마 입자와 함께 적당한 열가소성 물질(예, 구체적인 실시태양에 따라 폴리아미드, 폴리에스테르 등)을 혼합하였다. 상기 압출기 부품상의마모를 최소화하기 위해, 열가소성 물질을 용융한 후에만 연마 입자를 첨가함으로써 유체 계면을 제공하였다. 분쇄 조제, 윤활제 등과 같은 임의의 충전제를 원하는 만큼 상기 용융물 내로 혼합하였다. 물론, 상기 압출기 배럴 온도는 섬유로 사용되는 중합체에 따라 좌우된다. 나일론 6,12에 대해서, 사용되는 전형적인 배럴 온도는 400∼ 500℉이다.

연마 입자, 용융된 중합체 및 임의의 충전제로 된 혼합물을 미국 캘리포니아주 샌포드에 소재한 제니스 펌프스 디비젼, 파커 해니핀 코오포레이숀에서 시판하는 기어 펌프로 가압하고, 0.75 mm 직경의 원형 개구 30개를 구비한 방적돌기를 통해 방적하였다. 제조된 섬유의 주축 길이(직경)는 전형적으로 상기 개구 직경의 약이나 반드시 그런 것은 아니다. 이 섬유를 수욕에서 냉각시켰다. 제조된 섬유를 실시예에 기술한 바와 같이 임의로 연신(또는 인장)하여 치수 안정성 및/또는 인장 특성을 증가시켰다. 그 후, 그 섬유를 외경이 약 760 mm인 행크 권취기에서 권취시켰다. 적당한 횟수로 감싼 후, 그 원형 번들을 잘라 감싸서 직경 약 38 mm 및 길이 2.3 mm의 마무리된 행크를 얻었다. 그 후, 마무리된 행크를 미국 일리노이주 제네바에 소재한 칼슨 틀 앤드 머신 컴패니에서 시판하는 모델 52의 재단기를 사용하여 적방한 길이로 절단하였다.

일반적인 단편화된 브러쉬 제조 방법

전술한 섬유를 사용하여 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같은 브러쉬를 제조할 수 있다. 일반적으로 연마 섬유를 소정의 트림 길이, 전형적으로는 100∼260 mm길이로 절단하고, 각 섬유의 한 단부들을 직물 스크림으로 라이닝된 실질적으로 선형인 트레이에 균일하게 정렬시킨다. 그 후, 이후의 움직임을 막소자 토글 클램프 조립체로 섬유를 고정시키고, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 에이취. 비. 풀러 컴패니에에서 "HL6154X"로 시판하는 폴리아미드 접착제와 같은 고온 용융 접착제를 용융하여 상기 스크림 라이닝된 트레이 내로 분배시킴으로써 섬유의 한 자유단을 완전히 밀봉시켰다. 고온 용융 접착제는 다양한 분산 디바이스를 사용하여 분배시킬 수 있다. 바람직한 한 디바이스로는 미국 조지아주 노르크로스에 소재한 노르드슨 코로포레이숀에서 시판하는 모델 2302 분배기가 있다. 냉각과 동시에 이 준조립물을 트레이 및 클램핑 조립체로부터 분리하였다. 슬롯과 허브의 리셉터클을 단단하게 맞물리도록 성형시킨 탄성중합체 루트 부재의 각 사이드 상에 상기 준조립체 하나를 기계적으로 고정시킴으로써 압출 알루미늄 허브(예, 미국 미네소타주 세인트폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴패니에서 시판하는 상표명 "RX"로 공지된, 다수개의 슬롯을 구비한 허브) 내에 사용하기에 적합한 최종 브러쉬 단편을 완성하였다. 상기 각 허브 슬롯 내에 상기 조립체를 삽입함으로써 브러쉬를 완성하였다.

또 다른 브러쉬 제조 방법

도 3 및 도 4에 예시된 유형의 브러쉬들은 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 미국 특허 제3,436,245호 및 제3,527,001호에 기재된 플로킹(flocking) 방법(또는 이것의 변형)을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 예컨대, 층(22)가 중합체층을 포함하며, 층(24)가 직물 백킹인 경우의 한 방법은 하나의 패턴으로 또는 하나의 완전한 층으로 직물 백킹 상에 적착제의 경화성층을 침착시켜서 접착제/백킹 복합체를형성시키는 단계, 상기 접착제및 임의의 노출된 백킹 직물 상에 소정의 모양 및 크기를 갖는 미세 연마제 충전 섬유를 균일하게 침착시켜서 섬유/접착제/백킹복합체를 형성시키는 단계, 섬유가 정면으로 상기 백킹면에 거의 수직하게 서도록하는 수단, 예를 들면 백킹 아래에서 회전하는 정전기장 또는 기계적 진동기 바아에 상기 복합체를 놓아서 제1 브러쉬 전구물질을 형성시키는 단계, 상기 제1 브러쉬 전구 물짙을 접착제를 경화 또는 고화시키기에 충분한 조건에 노출시켜서 제2 브러쉬 전구 물질을 형성시키는 단계, 상기 제2 브러쉬 전구물질의 섬유 함유면을 브러싱 및/또는 흡입시켜서 전구물질에 결합되지 않은 섬유를 제거하는 단계, 및 원하는 모양으로 상기 제2 브러쉬 전구 물질을 절단하는 단계를 포함한다.

접착제는, 직물 또는 기타 백킹 물질, 이에 따라 최종 물품이 과도하게 강화되는 것을 막기 위해 경화된 상태에서 충분한 가요성이 있는 피복 가능한 임의의 경회성 물질로 구성될 수 있다. 경화 가능한 가요성 물질의 예로는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 변성된 에폭시 수지 및 폴리이소프렌 및 폴리클로로프렌 고무를 포함하나, 이에 국한하는 것은 아니다. 접착제로 사용되는 바람직한 물질은 폴리우레탄이다.

가요성 수지로 된 경화성 층을 적용하는 방법으로는 많은 방법이 있다. 백킹상에 일정한 섬유 패턴을 만들고자 하는 경우, 바람직한 방법으로는 스크린 인쇄, 그라비아인쇄, 패드 인쇄 등이 있는데, 현재 그라비아 인쇄가 바람직하다. 섬유 패턴을 필요로 하지 않는 경우(즉, 전체 백킹을 직립 섬유로 덮고자 하는 경우), 당업자에게 익숙한 피복 기술 중 하나, 예를 들면 나이프 피복법, 다이 피복법, 분무피복법, 롤 피복법 등을 사용할 수 있다. 이들 중, 나이프 피복법 및 롤 피복법이 바람직하며, 나이프 피복법이 특히 바람직하다.

도 3 및 도 4의 백킹 물질(24)은 도 4에 도시된 바와 같은 목재, 금속 등과 같은 비가요성 물질일 수 있으며 또는 가요성 직물, 중합체 필름등과 같은 가요성 물질일 수 있다. 가요성 백킹이 요구되는 경우, 폴리우레탄, 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 이루어진 중합체 시이트 또는 필름이 바람직하며, 또는 공업용 벨팅 물질, 캔버스, 폴리에스테르/면 혼합 직물 또는 나일론 직물과 같은 적당한 직물로 이루어질 수 있다. 상기 직물은 우븐 직물 또는 부직포일 수 있다. 최종 브러쉬 물품, 특히 본 발명의 마루 윤내기용 물품으로서는, 나일론 루우프 헝겊이 바람직한 백킹이다. 왜나하면 이것은 기계적인 "후크 및 루우프" 부착 시스템에 사용되기 때문이다. 기타 바람직한 백킹 물질(24)로는 가요성 탄성중합체 연속 기포 포옴이 있으며, 폴리에스테르, 면 및/또는 나일론 직물이 상기 포옴내로 함침될 수 있다.

베이스층(24) 및 결합제층(22) 각각의 두께는 1 내지 100 mm이며, 바람직하게는 약 2 내지 5 mm이다. 섬유 주축 길이가 증가할수록, 결합제층은 두꺼운 것이 바람직하다.

광택 측정

다음 일반적인 방법을 사용하여 윤내고자 하는 표면의 광택을 측정하였다. 먼저 표면을 건조시켜 잔여 수분 또는 윤내기용 화합물을 게거하였다. 미국 매릴랜드주 실버 스프링에 소재한 비와이케이 가드너 인코오포레이티드에서 시판하는 상표명 "Micro-Tri Gloss" 카타로그 제4525호로 공지된 광택계를 사용하였다. 실시예에 기재된 물품을 사용하여 연마시킨 후 20°및 60°광택계 기하구조 광택을 측정하였다. 기록한 광택값은 3개의 타일을 각각 9 번씩 판독하여 평균한 값이다.

그 후, 경면(鏡面) 광택값을 측정하기 위해 테스트 방법 ASTM D-523을 실시하였다. "60°광택계 기하구조 광택" 값(즉, 수직면으로부터 60°로 측정된 순간 각도에서 테스트 표면으로부터 반사되는 입사광)은 표면의 "윤"에 관계하며 관찰자 전방 약 3 m에 있는 마루의 외관에 상관된다. "20°광택계 기하구조 광택" 값은 반사 깊이에 관계 하며 관찰자 전방 약 60 cm에 있는 마루의 외관에 상관된다. 광택계 판독값은 지수값으로서, 나트륨 D 선에 대한 굴절율이 1.567인 고도로 윤을 낸 평면의 검은색 유리로부터 판독한 (임의의 각도에 대한) 광택계 값을 "100"으로 한다. 입사광은 시험기 의해 자체적으로 공급된다. 0 내지 약 10의 값은 광택이 없거나 또는 광택이 매우 낮은 것인 반면, 60°기하구조에서의 "고광택"이란 약 60 이상이며, 1 내지 약 5의 값은 광택이 없거나 또는 광택이 매우 낮은 것인 반면 20° 기하구조에서의 "고광택"이란 약 20 이상이다.

실시예 1' 및 비교예 A'

실시예 1' 및 비교예 A'는 추가 가공 준비 중에 인쇄회로판에 사용하는 구리 적층물을 세척하기 위한 대안의 브러쉬 제조방법으로 제조된 브러쉬의 효능을 보여준다.

실시예 1'의 브러쉬는 전술한 대안의 브러쉬 제조 방법에 따라 제조된 시이트 물질로 구성된다. 등급 320인 실리콘 카바이드 연마 입자를 30 중량% 함유하는나일론 6,12(스위스 쮜리히에 소재한 이엠에스 케미에, 아게에서 시판하는 "CR9")로 구성된 주축 길이(직경)가 0.305 mm이고, 길이가 15 mm인 연마 섬유를 전술한 섬유 제조 방법으로 제조하였다(3:1의 연신비로 연신함). 이 연마 섬유를 미국 코네티컷주 미들베리에 소재한 유니로얄 케미칼 컴패니에서 시판하는 상표명 "Adiprene 5333"으로 공지된 55 cm 너비, 2.5 cm 두께의 폴리우레탄 예비중합체 수지층 내로 플로킹 가공한 후, 경화시켰다. 사용된 폴리우레탄 예비중합체 수지는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트계 폴리에테르 우레탄 예비중합체였다. 얻어진 브러쉬 재료인 이 카페트형 시이트를 폭 30 cm의 스트립으로 절단하여, 내부 직경 약 67 mm 두께 2 mm의 강철관을 관의 길이 61 cm 당 19회 둘러지도록 나선형으로 감싸서 원통형 브러쉬를 형성하였다. 상기 스트립의 말단을 고정하고 브러쉬를 소정의 길이로 절단했을 때, 총 브러쉬 크기는 내경 6.7 cm, 외경이 10.2 cm, 길이 120 cm였다.

비교예 A'의 브러쉬는 실시예 1'과 동일하게 제조하였다. 단, 연마 섬유는 등급 320(평균 입자 크기 약 34 ㎛)인 실리콘 카바이드 연마 입자(미국 델라웨어주 월밍톤에 소재하는 이. 아이. 듀퐁 드 뉴메로스 앤드 컴패니, 인코오포레이티드에서 시판하는 "TYNEX")를 함유하는 나일론 6,12를 포함하는 0.559 mm 직경의 시판용 섬유이다.

실시예 1' 및 비교예 A'의 브러쉬 성능을 인쇄회로판에 사용되는 구리 적층물의 세척에 대하여 평가하였다. 상기 브러쉬들은 분당 2800 ft로 표면을 이동하도록 작동시켰다. 얻어진 표면 프로파일 특성을 하기 표 1에 수록하였다.

이 데이타들은 본 발명의 방법이 비교예 A'의 방법 보다 상기 구리 적층물을 더욱 균일하게 처리하며 더 작은 스크래치를 남긴다는 것을 입증한다. 이로써 연속적인 가공 단계를 통해 표면을 잘 마무리할 수 있다.

실시예 2' 및 비교예 B'

실시예 2'는 본 발명의 브러쉬를 사용하는 것이 목재 또는 입자판의 기능적 및/또는 장식적인 깊은 금 또는 홈 내 보풀을 제거하는 데 유리하다는 것을 예시한다. 본 발명 이전에는, 디자인 선을 변형시키고/변형시키거나 스크래치 패턴을 남기지 않고 균일하게 상기 금 또는 홈으로부터 은 및 보풀을 제거하는 실제적이고 효과적인 방법은 없었다. 종래의 방법들에서는 "울프스헤드(wolfsheads)" 및 "플래더 블레이드(fladder blades)"로 공지된 피복 연마재의 변환 형태 및 부직포 연마 브러쉬(후버 등의 특허에 개시된 유형) 및 휠을 사용하였다.

실시예 2'의 브러쉬는 전술한 섬유 제조 방법(3:1의 연신비로 연신함)에 의해 제조된, 등급 320(평균 입자 크기 34㎛)인 실리콘 카바이드 연마 입자를 30 중량% 함유하는, 주축 길이(직경) 0.305 mm, 길이 127 mm 나일론 6,6(미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 이. 아이, 듀퐁 드 뉴메로스 앤드 컴패니, 인코오포레이티드에서 시판하는 "ZYTEL FF3677")으로 된 연마 섬유로 이루어진다. 전술한 일반적인 단편 브러쉬 제조 방법에 따라 152 mm 폭의 섬유 조립체를 제조하였다. 20개의 브러쉬 단편 조립체를 상표명 "RX"로 공지된 102 mm 직경의 허브 상에 장착하여 152 mm 폭의 브러쉬를 완성하였다. 이 브러쉬를 사용하여 중밀도 섬유판 캐비넷 문의 장식용 리세스 내 보풀을 제거하였다.

이 브러쉬는 수동식 도구를 사용하여 700 rpm로 구동하였다. 이 브러쉬는 상기 리세스에 손상 또는 치수 변화를 일으키지 않고 균일하게 리세스 내의 보풀을 제거한다. 상기 디자인을 빗나가게 하거나 기타 원치 않은 변형을 일으키지 않으면서 90°각도 금의 내부 및 외부에서 보풀을 제거하고 세척하였다.

별도의 비교 테스트로 실시예 2'의 브러쉬를 비교예 B'의 브러쉬와 비교하였다. 이것은 실시예 2'의 브러쉬와 동일하나, 단 연마 섬유는 등급 320(평균 입자 크기 34㎛)인 실리콘 카바이드 연마 입자를 함유하는, 주축 길이(직경)가 0.55(mm인 "TYNEX" 섬유이다. 여기서의 시험편은 미늘살 참나무 패널문으로 하였다. 울프스헤드, 플래더 블레이드 및 후버 등의 유형의 부직포 연마 브러쉬를 사용하는 종레의 방법으로는 상기 미늘살 영역의 보풀을 제거할 수 없었다. 상표명 "TYNEX"로 공지된 섬유를 함유하는 비교예의 브러쉬를 700 rpm으로 시험편에 대해 작동시키는 경우, 미늘살 영역의 보풀을 제거할 수는 있었으나, 상기 표면상에 원치 않는 불규칙한 나뭇결의 스크래치가 남았다. 그 후, 다른 동일한 시험편에 대해 실시예 2'의 브러쉬를 700 rpm으로 작동시켜 평가하였다. 이 브러쉬는 비록 그것의 조립도가 더욱 높은 등급의 연마 입자를 포함하였으나, 모든 은 및 보풀을 균일하게 제거하는데는 성공적이었으며 미늘살 에지를 변형시키지 않았고 불규칙한 나뭇결 스크래치를 일으키지 않았다.

실시예 3' 및 비교예 C'

실시에 3'은 백납으로 된 것과 같은 복잡한 금속 주물을 닦고 윤내기 하는데 본 발명의 브러쉬를 사용할 수 있음을 보여준다.

소형 기구, 조상(彫象), 보석 등에서 사용하는 것과 같은 금속 주물은 주형 으로부터 제거된 후, 일반적으로 세척 및 윤내기 단계를 필요로 한다. 종래, 이러한 세척 및 윤내기 단계는 후버 등에 개시된 유형의 부직포 연마 디스크를 사용하여 수행되어 왔다. 이러한 디스크는 평면 또는 완만한 곡면에서는 잘 작동되나, 길고, 좁은 돌출부 및 릴리이프가 있는 복잡한 부분에 대해 사용하는 경우에는 적합치 않다. 상기 시험편 상에서 작동시키는 경우, 부직포 연마 디스크는 한정된 공간에서 반복적으로 굴곡되므로 일찍 파손되며, 예각으로 반복하여 충돌하므로 마모가 크다.

실시예 3' 및 비교예 C'의 브러쉬는 실시예 2' 및 비교예 B'의 브러쉬와 각각 동일하나, 단 상기 브러쉬들은 폭이 단지 102 mm였다. 이 브러쉬들을 말, 유니콘, 용, 기관차 등과 같은 다양한 모양의 백납 주물에 대해 테스트하였다.

비교예 C'를 700 rpm으로 작동시키는 경우, 주물의 표면은 깨끗하게 소제된 것으로 보여졌으며 잔여 산화물은 없었다. 그러나, 그 표면에 불규칙한 스크래치가 있었으며 비교적 평탄한 표면은 윤이 나지 않았다. 실시예 3'을 상기 시험편 상에서 동일한 방법으로 사용한 경우, 얻어진 주물은 깨끗하고 산화물이 없었으며, 비교예의 브러쉬로 저리한 것에 비해 훨씬 윤이 많이 났다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 A : 섬유 각각을 중합체 베드 수치에 고정시킨 물품(브러쉬). 건조 버프 연마

각각의 섬유가 중합체 수지에 고정되어 있으며 그 수지 반대쪽이 기판에 부착된 본 발명의 물품(즉, 브러쉬)을, 후크 및 루우프 부착 패스너를 통해, 175 rpm 내지 약 2500 rpm 범위의 속도로 회전 가능한 표준 마루 유지 기계에 부착시켰다. 그 브러쉬를 사용하여 마무리물이 마모된 것처럼 무광택 처리한 표준 금속 가교된 아크릴레이트 마루 마무리물로 피복한 조성물 비닐 타일을 건식 버프 연마시켰다. 약 6 초간 건식 버프 연마한 후, 두가지 각도, 즉 20°와 60°에서의 광택 증가를 측정하였다. 또한, 3M 사에서 시판하고 50 데니어의 섬유를 사용하는 상표명 "51 Line Red Buffer Pad"(A1) 및 "Top Line Speed Burnish Pad"(A2)로 공지된 선행 기술의 마루 패드를 비교예 A1 및 A2로 하여 테스트하였다. 비교예 A1 및 A2의 패드들은 후버 등의 미국 특허 제2,958,593호에 따라 제조되었다. 상기 비교예들의 패드에서 섬유를 서로 결합시키는 데 사용하는 결합제들은 비교예 A1에 사용된 결합제와 동일하있으나, 단 플린트(flint)를 지니며 그 내부에 탄산 칼슘이 분산된 것을 사용하였다. 실시예 1 내지 4 및 비교예 A의 물품에 사용된 섬유 조성 및 이들 물품을 사용하여 얻은 광택의 증가를 다양한 기계 속도에서 하기 표 2 내지 5에 수록하였다.

표 2 내지 5에 제시된 건식 버프 연마 결과, 본 발명의 브러쉬는 175,300 및 1500 rpm의 기계 속도에서 측정된 두가지 각도 모두에서 광택을 동일하게 또는 더크게 증가시키는 버프 연마를 제공한다는 것을 알수 있다. 2500 rpm(표 5)의 속도에서 60°광택은 상기 비교예 A와 같거나 컸다.

실시예 5 내지 8 및 비교예 B : 175 rpm에서의 분무 버프 연마

실시예 5 내지 8의 브러쉬는 실시예 1 내지 4의 브러쉬와 동일하였으며, 비교예 B의 브러쉬는 비교예 A의 브러쉬와 동일하였다. 실시예 5 내지 8의 브러쉬 및 비교예 B의 브러쉬의 성능은, 금속 가교된 아크릴레이트 마무리물로 피복하고 마모된 것처럼 무광텍 처리한 후, 물, 계면활성제 및 유기 용매의 혼합물로 구성된 상표명"3M Spray Buff Cleaner and Polish"로 공지된 표준 세척/윤내기 용액을 사용하여 분무 버프 연마시킨 조성물 비닐 타일 상에서 평가하였다. 상기 물품의 섬유 조성 및 상기 물품을 175 rpm 에서 분무 버프 연마에 사용했을 때의 20°및 60°광택 증가 결과를 표 6에 수록하였다. 실시예 5 내지 8의 브러쉬는 비교에 A1에 사용된 것과 같은 표준 마루 패드, 즉 상기 비교예 B의 브러쉬에 비해 우수한 결과를 보였다.

또한, 실시예 5 내지 8의 브러쉬를 피복 마루에서 발꿈치 자국을 제거하는 것에 대해 평가하였다. 금속 가교된 아크릴레이트 마무리물로 피복한 타일의 제1 세트를 준비한 후, 발꿈치 자국을 내고, 그 후 실시예 5 내지 8의 브러쉬 및 비교예 B의 브러쉬로 버프 연마하였다. 실시예 5 내지 8 및 비교에 B에 사용된 상기 브러쉬 및 버프 연마 조성물을 사용하여 제2 세트의 아크릴 피복된 타일을 분무 버프 연마시켜 자국 제거 정도를 측정하였다. 또한, 비교예 B의 표준 마루 패드 및 실시예 5 내지 8의 브러쉬로, 발자국을 제거하기 위해 건조 및 버프 연마하였다.

실시예 9 내지 12 및 비교예 C, D 및 E: 터프티드 연마 물품. 고속 버니싱

일련의 본 실시예들의 연마 물품은 패드를 형성하도록 백킹 내로 터프팅된 직조화된 섬유 얀을 포함한다. 본 발명의 실시예에 사용하는 연마 섬유는 중합체인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 산화 알루미늄 연마 입자로 만들어지며, 절단된 루우프 유형을 갖는다. 표 7에는 본 발명 물품의 섬유 조성, 사용된 금속 가교된 아크릴레이트 마루 마무리물의 상표명 및 20°및 60°광택계 판독값의 변화를 수록하였다.

상표명 "Steller" 및 "Stance"로 공지된 섬유 마무리물은 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 3 M 사에서 시판한다. 상표명 "Total Eclipse"로 공지된 마무리물은 미국 노오쓰 캐롤라이나주 스파르탄버그에 소재한 파이노니어 이클립스 컴패니에서 시판한다.

평균 입자 크기가 3 ㎛인 Al₂O₃연마 입자를 함유하는 연마 섬유를 포함하는 터프티드 패드를 사용하면 표준 레드 속도 버니쉬 마루 패드를 사용하는 것에 비해 상 선명도(20°광택)가 우수하였다. 60°광택은 비견할만하였다 10 ㎛의 Al₂O₃를 함유하는 연마 섬유를 포함하는 연마 패드는 이와 같은 성능을 보이지 않았다.

실시예 13 및 14 및 비교예 F 및 G : 터프티드 물품, 전기 기계. 고속 버니싱

마모를 완화시킨 마무 마무리물 상에서 표 8에 기술된 터프티드 연마 물품을 구비한 전기 버프 연마 기계를 사용하였다. 실시예 13 및 14 및 비교예 F 및 G의 물품의 섬유 조성을 표 8에 수록하였으며 20°및 60°광택값의 증가분 또한 수록 하였다. 표 8에서, "PET"는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 나타낸다.

무광택 처리한 마루 마무리물 상에서 전기 버프 연마 기계를 사용하는 경우상기 본 발명의 터프티드 연마 물품은 비교 연마 물품보다 횔씬 우수한 결과를 제공한다.

실시예 15 내지 20 및 비교예 H 내지 L: 미세 연마제 충전 섬유를 포함하는 부직포 웹

직경이 43 cm인, 로프티성의 개방된 경량 부직포 연마 물품을 제조하고 이것을 표준 회전식 마루 유지 기계에 부착하였다. 본 발명의 부직포 연마 물품은 다음과 길은 조성(섬유 중합체로서 모두 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용함)을 갖는다.

실시예 15 및 16의 "MAF 웹(1 ×2581 로트 2)"이란 평균 입자 크기가 3 ㎛인 산화 알루미늄 연마 그레인을 폴리에스테르 중에 분산시킨 섬유를 의미한다.

실시예 17 및 18의 "MAF 웹(1 ×2581 로트 3)"이란 평균 입자 크기가 20 ㎛인 산화 알루미늄 연마 그레인을 폴리에스테르 중에 분산시킨 섬유를 의미한다.

실시예 19의 "MAF 웹(1 × 2581 로트 1)"이란 평균 입자 크기가 3 ㎛인 산화 알루미늄 연마 그레인을 폴리에스테르 중에 분산시킨 섬유를 의미한다.

실시예 20의 "MAF 웹(1 ×2581 로트 4)"이란 평균 입자 크기가 20 ㎛인 산화 알루미늄 연마 그레인을 폴리에스테르 중에 분산시킨 섬유를 의미한다.

감지되는 광택 유니트의 차이는 5였다. BHM에서는 0.5 차이를 감지할 수 있으며 BHM 테스트에서 "5"란 값은 "발자국이 남지 않는다"는 깃을 나타낸다. 본 발명의 부직포 연마 물품은 본 명세서 내 테스트의 비교예 연마 물품과 같거나 더 우수한 성능을 보인다.

당업자라면 본 발명을 다양하게 변형시킬 수 있음을 인식할 것이다. 본 명세세의 기술 및 실시예는 단지 발명을 설명하고자 하는 것일뿐 이것으로 본 발명 또는 첨부한 특허 청구의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (5)

1. 평균 입자 크기가 10 ㎛ 이하인 미세 연마 입자가 충전된 열가소성 중합체를 포함하는 다수개의 섬유(15,20,31,37,43,61)를 포함하는 연마 물품을, 표면 광택을 증가시키기에 충분한 시간동안 표면과 마찰 접촉시키는 단계를 포함하는 표면광택 증가 방법에 있어서,

   상기 섬유(15,20,31,37,43,61) 각각은 내부에 상기 미세 연마 입자들이 실질적으로 분산되고, 부착되고, 매립되어 있는 열가소성 중합체의 단일층을 포함하며, 상기 연마 입자는 평균 입자 크기가 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위이고 각각의 섬유(15,20,31,37,43,61)는 일정한 길이 및 이 길이에 수직인 일정한 횡단면을 가지며, 상기 횡단면은 주축 길이가 0.25 mm 내지 0.4 mm 범위인 것이 특징인 표면 광택 증가 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연마 물품은 상기 미세 연마제 충전 섬유를 포함하는 로프티성의 (lofty) 개방된 3차원 부직포 연마 물품인 것이 특징인 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연마 물품은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 다수개의 미세 연마제 충전 섬유를 포함하고, 상기 제1 단부는 백킹에 고정되어 있는 것이 특징인 방법.
4. 미세 연마 입자가 충전된 다수개의 섬유(15,20,31,37,43,61)를 포함하는 연마 물품을, 표면으로부터 불필요한 물질을 제거하기에 충분한 시간동안 표면과 마찰 접촉시키는 단계를 포함하는 표면의 불필요한 물질 제거 방법에 있어서,

   상기 섬유(15,20,31,37,43,61) 각각은 내부에 연마 입자들이 실질적으로 분산되고, 부착되고, 매립되어 있는 열가소성 중합체의 단일층을 포함하며, 상기 연마 입자는 평균 입자 크기가 15 ㎛ 내지 45 ㎛ 범위이고, 각각의 섬유(15,20,31,37,43,61)는 일정한 길이 및 이 길이에 수직인 일정한 횡단면을 가지며, 상기 횡단면은 주축 길이가 0.1 mm 내지 0.5 mm 범위인 것이 특징인 표면의 불필요한 물질 제거 방법.
5. 제4항에 있어서,

   싱기 연마 물품은 상기 미세 연마제 충전 섬유로 된 다수개의 터프트가 백킹에 부착되어 있는 터프티드 연마 물품인 것이 특징인 방법.