KR100377583B1 - 연마물품,이의제조방법및연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 주표면을 갖는 기재, 이 제 1 주표면상에 피복된 연마재, 및 상기 제 2 주표면상의 다수의 훅킹 스템을 함유하는 연마 시이트 물품에 관한 것이다. 피복 연마재는 접합제내에 분산된 다수의 연마 입자를 함유하는 정확하게 성형된 다수의 복합재를 포함할 수 있다. 훅킹 스템은 연마 시이트 부재를 표면에 박리가능하게 부착시키기 위해 대향 표면상에 있는 체결 구조체를 채울 수 있도록 개조되어 있다. 또한 본 발명은 상기 연마 물품을 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은 여러가지 예시적인 변형법도 포함한다. 또한 연마동안 상기 연마 물품을 지지하는 백업 패드도 개시하고 있다. 이 백업 패드는 중합체 백킹과 같은 지지부, 및 연마 물품으로부터 돌출된 훅킹 스템에 체결될 수 있는 루프 재료와 같은 체결부를 함유한다.

Description

연마 물품, 이의 제조 방법 및 연마 장치

연마 물품은 가공품의 표면 재료를 연마하기 위한 다양한 분야에 사용되고 있다. 그 예를 들자면, 연마 디스크는 불규칙 오비탈 샌더에 의해 회전 이동할 수 있도록 백업 패드상에 박리가능하게 장착될 수 있다. 디스크가 회전하여, 디스크의 노출된 연마 표면으로 가공품 표면을 자극할 때, 그 가공품으로부터 표면 재료가 제거될 수 있다. 이러한 조작은 표면 정제시나, 가공품으로부터 과량의 표면 재료를 제거하는데 바람직할 것이다.

연마 디스크는 일반적으로 연마 공정동안 연마 디스크를 지지하는 백업 패드에 박리가능하게 부착되어 있다. 백업 패드는 디스크나 시이트와 같은 연마 물품이 부착될 수 있는 일반적으로 평평한 주표면을 포함한다. 백업 패드는 수작업으로 취급할 수 있지만, 보다 일반적으로는 전기식 샌더 또는 압축 공기식 샌더와 같은 동력식 연마 장치와 함께 사용될 수 있다.

여러 유형의 연마 디스크는 디스크가 백업 패드에 박리가능하게 부착될 수 있도록 디스크에 병합된 여러 종류의 부착 시스템을 갖고 있다. 본 발명에 관련된 3가지 연마 디스크로서, 압감 접착제를 가진 디스크, 직물 재료를 가진 디스크 및 스톡(stalk)을 가진 디스크에 대하여 순서대로 기재한다.

이면(연마재 표면의 반대편 표면)상에 압감 접착제("PSA") 층을 가진 연마 디스크는 일반적으로 디스크의 이면상에 압감 접착제층을 피복시켜 제조한다. 이 PSA 연마 디스크를 생산하는데 사용되는 1가지 방법은 미국 특허 제3,849,949호(스타인하우저 등)에 기재되어 있는데, 이 방법은 연마 시이트 위에 비닐 에테르, 아크릴레이트, 고무 수지, 아크릴 공중합체(예, 95.5:4.5의 이소옥틸아크릴레이트: 아크릴산 공중합체)와 같은 접착제를 피복하고, 그 다음 PSA를 건조 또는 냉각시켜 유동하지 않는 점착성으로 만든다. PSA는 디스크를 백업 패드상에 부착시키며, 사용중 백업 패드상의 연마 물품이 제거되지 않게 충분한 점착성을 제공한다. 백업 패드의 주표면은, 예컨대 연마 디스크의 부착을 용이하게 하기 위해 평활한 포옴, 비닐 또는 직물 표면일 수 있다. 이러한 백업 패드의 예로는 상표명 Stikit^TM의 백업 패드인 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니(미국 미네소타주 세인트폴 소재)의 시판품을 들 수 있다. 또한, 이 PSA는 백업 패드로부터 연마 물품이 비교적 용이하게 박리되게 하여 최소의 시간과 노력으로 새 연마 디스크를 백업 패드상에 배치할 수 있다.

이와 같은 특정한 장점도 있지만, PSA 연마 디스크는 또한 약간의 단점이 있다. 예컨대, PSA층의 두께(가공 공정분야에서는 "피복 중량"으로 알려져 있음)는 종종 PSA 연마 디스크의 성능에 중요하며, 통상적인 피복 방법으로는 피복 중량을 정확히 조절하기가 어려울 것이다. 또한, PSA 피복의 균일성도 접착에 중요하며, 이 역시 마찬가지로 달성하기가 어려울 것이다. 비균일한 PSA 피복은 접착성의 부족(PSA 피복 중량이 감소된 경우), 연마 디스크의 표면에 융기부를 만들 수 있다 (PSA 피복 중량이 증가된 경우). 가능한 또 다른 단점은 PSA가 백업 패드에 대한 접착성이 지나치게 커서, 작업자가 백업 패드로부터 연마 물품을 전부 제거할 수 없다는 점이다. 디스크 백킹의 일부나 PSA의 영역, 또는 이 양 영역이 백업 패드상에 남아있다면, 최종 조립물은 백업 패드상에 많은 오점을 남기므로, 새로운 연마 디스크를 수용하는 작동 표면이 불균일하고 편평치 않게 될 것이다. 이러한 불균일성은 연마되는 표면상에 바람직하지 않은 줄무늬나 표식을 남길 수 있다. PSA 백업 패드의 또 다른 가능한 단점은 연마 물품의 PSA가 백업 패드 상에 남아있으면 이 PSA가 먼지와 파편으로 오염되어, 새로운 디스크가 부착하지 않는 "부착이 어려운(dead)" 구역, 또는 가공품에 거친 홈을 남길 수 있는 불굴일한 표면을 남긴다. 따라서, 압감 접착제가 이면에 있는 연마 디스크를 수용하도록 개조한 백업 패드는 바람직하지 않을 것이다. 또 다른 가능한 PSA 연마 디스크의 단점은 PSA 층이 백업 패드로부터 분리된 후 먼지와 파편으로 쉽게 오염되기 때문에 디스크를 단지 일회용으로 사용할 수 밖에 없다는 점이다. PSA층이 오염되면, 백업 패드에 재부착하기가 어려워지거나 불가능해지고, 따라서 새로운 디스크가 제공되어야만 한다. 이러한 일회용이라는 특성은 연마 표면이 다 소모되기 전에 연마 디스크를 버려야한다는 점에서 비경제적이다.

본 명세서에서 "직물" 디스크라고 부르는 제2 유형의 연마 디스크는 연마 표면의 반대편에 위치한 연마 물품의 이면상에 직물의 루프 재료를 구비하고 있다. 직물 재료로는 예컨대, 제직 또는 부직 웨브, 브러시드 나일론, 브러시드 폴리에스테르, 편직물 및 스티치 접합포일 수 있다. 직물 디스크에 대해서는 미국 특허 제 4,437,269호(쇼우) 및 제4,609,581호(오트)에 기재되어 있고, 직물 연마 디스크의 일예로서, 미네소타 세인트폴에 소재하는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니의 시판품인 상표명 Hookit^TM디스크를 들 수 있다. 직물 디스크는 일반적으로 백업 패드의 부착 표면에 접합된 복수의 체결 부재를 가진 백업 패드와 함께 사용된다. 백업 패드상의 체결 부재는 직물 디스크의 직물 재료에 체결하여, 연마 디스크가 백업 패드에 고착되도록 디자인되어 있다.

직물 연마 디스크를 제조하는 방법은 일반적으로 루프 재료(예, 노오쓰 캐롤라이나 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스, 인코오포레이티드의 시판품인 상표명 33295호와 같은 브러시드 나일론 재료)를 제공하는 단계 및 상기 루프 재료를 적합한(직물 또는 연마 시이트 부재용) 수계, 용매계, 또는 100% 고형물인 고온 용융 접착제를 사용하여 연마 시이트에 적층하는 단계를 포함한다. 적층 접착제는 일반적으로 연마 시이트 백킹상에 로울 피복되거나 분무되거나 또는 압출되고, 이 접착제 표면에 루프 재료가 적용된다.

직물 연마 디스크는 PSA 디스크와 관련된 일부 단점을 해소할 수 있다. 예컨대, 직물 연마 디스크는 직물 재료가 먼지나 오염에 노출될 지라도 백업 패드로부터 수회 분리된 뒤 재부착될 수 있다. 따라서, 직물 디스크는 폐기하기전에 여러 차례 사용할 수 있다. 또한, 직물 재료는 백업 패드상에 접착제 잔류물을 전혀 남기지 않는다.

그러나, 직물 연마 디스크 역시 약간의 단점이 있다. 예컨대, 직물 디스크는 특히 직물이 저분자량 재료일 때, 사용중 백업 패드에 상대적으로 이동할 수 있다. 또한, 직물 재료가 백업 패드로부터 분리되어 있는 동안 손상된다면, 디스크는 일회용으로 제한될 것이다. 또한, 직물 재료의 섬유들이 연마 디스크로부터 느슨해져 백업 패드상의 체결 부재를 엉기게 할 수 있고, 이로써 백업 패드의 유효 수명을 감소시킬 수 있다. 느슨해진 섬유는 또한 보풀로 일어나, 예컨대 착색하기 위해 준비된 표면이나 바로 이전에 착색된 표면이 제공된 일부 조건하에서는 바람직하지 않다. 또한, 직물 연마 디스크가 적층되면(예컨대, 포장중의 취급을 위해), 하나의 디스크에 존재하는 연마 입자들은 인접한 디스크상에 위치한 직물 재료와 얽혀 연마 디스크의 분리를 어렵게 한다. 또한, 직물 연마 디스크는 통상 PSA 디스크보다 제조비용이 보다 높다.

또한, 직물 디스크를 제조하는 방법에도 특정 단점들이 명백히 존재한다. 예컨대, 적합한 직물은 특히 압감 접착제에 비해 일반적으로 가격이 비싸다. 또한, 직물 재료는 적절한 부착을 용이하게 하기 위해 충분한 수의 루프가 수직으로 위치하도록 하는 부가적인 솔질 단계를 필요로 한다. 또한, 직물을 이면에 댄 연마 부재를 디스크 형태로 변환시키는 단계는 독특한 장치, 예컨대 절단한 연마 디스크를포장하기에 적절하게 간추리는 특정한 취급 장치 및 고압 프레스등을 필요로 한다. 연마 시이트의 접착제 표면상에 직물 재료를 배치하는 것도 문제가 될 수 있는데, 이는 직물이나 연마 시이트 부재내에 주름의 형성을 방지하기 위해서는 접착제-도포된 연마 시이트 부재와 직물이 정확하게 정렬되어야만 하기 때문이다.

미국 특허 제4,437,269호(쇼우)는 주로 전술한 유형의 직물 디스크에 관한 것이나, 또한 본 명세서에서 "스톡" 디스크라고 하는 제3 유형의 디스크에 대해서도 간단히 기술하고 있다. 구체적으로, 이 특허는 백업 패드와 디스크를 개시하고 있는데, 이 두 구성부재중의 하나는 한면위에 직물 재료를 갖고 있고, 패드의 다른 면과 디스크의 이면에는 루프 체결형 또는 커얼 체결형 부재가 비후크형 말단을 가진 모노필라멘트 스톡형으로 상부에 전개되어 있는 층을 갖고 있다. 상기 특허 문헌의 컬럼 2, 55행 내지 58행을 참조하라. 스톡은 백킹으로부터 돌출해 있고, 대향 표면상에 있는 루프형 직물 재료와 양면을 부착시키기 위해 미끄러지듯이 물리지만 채워지지는 않는다.

상기 제4,437,269호 특허 문헌의 연마 디스크는 한면에 비후크형 말단을 가진 스톡을 함유하고 있어, 일부 상황에서는 사용될 수 없을 것이다. 예컨대, 특정한 최소량의 박리 접착력을 나타내는 연마 디스크가 필요한 경우, 이러한 연마 디스크는 상기 특허 문헌에 기재된 것과 같은 구조체를 사용하여 제조하기는 어려울 것이다.

또한, 스톡 디스크를 생산하는데 사용된 방법은 특정 단점을 갖고 있다. 일반적으로 스톡 디스크를 제조하는데 사용된 방법은 편성 공정(예컨대, 경편성)을포함하며, 이 공정은 멀티필라멘트 사(絲)로부터 제조된 제직 기재층을 생산한다. 이격된 스톡은 편직 기재층으로 제직되고, 기재층에 대해 경사를 이루면서 돌출되어 있다. 이 제직 스톡 재료를 그 다음 연마 시이트에 적층시켜 연마 물품을 생산한다. 스톡 디스크를 제조하는데 사용된 원료는 예컨대 압감 접착제 재료보다 더 비싸다. 이외에도 변환 공정동안, 예컨대 스톡 손상, 스톡 직물 취급으로 인한 적층 문제등의 다른 문제점을 유발할 수 있다.

캐나다 온타리오에 소재하는 듀얼플렉스 컴패니, 리미티드에게 양도된 독일 특허 DE4 241 908호는 밸벳류의 재료를 가진 백업 패드를 개시하고 있다. 이 재료는 개개의 섬유들을 포함하는데, 그중 일부는 단지 한쪽 말단만이 백업 패드에 연결되어 있고, 그외 나머지는 양말단이 백업 패드에 연결되어 루프를 형성한다. 이 백업 패드는 인성의 비경화성 접착제를 사용하여 상부에 연마 물품을 부착시킬 수 있다. 이 백업 패드는 상기 PSA 디스크에 사용된 백업 패드와 동일한 단점을 가질 수 있으며, 따라서 바람직하지 않다.

다양한 연마 디스크와 종래 기술의 백업 패드와 관련된 단점들을 비추어 볼 때, 비교적 가격이 저렴하고 재사용이 가능하며, 백업 패드에 용이하고도 확고하게 고착되며, 대체시에는 백업 패드로부터 용이하게 제거되는 연마 디스크의 제공이 필요하다. 또한, 상기 단점을 극복하는 연마 디스크를 제조하는 방법의 제공 및 종래 기술의 단점을 극복하는 연마 물품과 함께 사용하기 위한 백업 패드의 제공도 필요하다는 것을 알 수 있다.

발명의 개요

본 발명은 체결 구조체를 가진 정합 표면에 박리가능하게 부착시키기 위한 연마 물품을 포함한다. 이 연마 물품은 제1 주표면과 제2 주표면을 가진 기재, 그 제1 표면상에 배치된 연마 수단 및 상기 제2 표면에 부착하여 돌출되어 있는 복수의 후크형 스템(hooking stem)을 포함한다. 이 후크형 스템은 정합 표면에 연마 물품을 박리가능하게 부착시키기 위해 정합 표면의 체결 구조체를 채우는 수단을 포함한다. 한 변형예로서, 연마 수단은 기재의 제1 주표면에 직접 접합된 일정 구조를 지닌 연마재이다.

한 양태에 있어서, 연마 물품의 후크형 스템은 각각 스템에 헤드가 접합되어 있고, 이 헤드는 상기 스템의 둘레 이상으로 방사상으로 한 방향 이상을 향해 신장되어 있다. 이 헤드는 체결 구조체를 채울 수 있도록 개조되어 있어 정합 표면에 연마 물품을 박리가능하게 부착시킬 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, 연마 물품의 후크형 스템은 각각 본 명세서에 정의된 바와 같은 원말단 사잇각(an included distal end angle)이 약 90도 미만이다. 이와 같이 제공된 후크형 스템은 연마 물품을 정합 표면에 박리가능하게 부착시킬 수 있도록 체결 구조체에 채워진다.

또한, 본 발명은 연마 물품을 제조하는 방법을 포함하며, 이 방법은 표면을 연마시킬 수 있는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 연마 시이트를 제공하는 단계; 상기 제2 표면상에 복수의 돌출 스템을 제공하는 단계; 및 각 스템에 후크형부를 제공하여 후크형 스템이 반대편 체결 구조체에 박리가능하게 채워질 수 있도록 하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 연마 물품의 제조 방법은 표면을 연마시키는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 연마 시이트를 제공하는 단계; 대향하고 있는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 기저 시이트 및 상기 제1 주표면으로부터 돌출해 있는 복수의 스템을 성형하는 단계; 연마 시이트의 제2 주표면에 기저 시이트의 제2 주표면을 접합시키는 단계; 및 상기 후크형 스템이 대향하는 체결 구조체에 박리가능하게 채워질 수 있도록 후크형무를 각 스템에 제공하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 연마 물품의 제조방법은 표면을 연마할 수 있는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 연마 시이트를 제공하는 단계; 그라비어(gravure) 로울로 유동성 재료를 피복하여 제2 주표면으로부터 돌출하는 복수의 스템을 제공하는 단계; 및 상기 후크형 스템이 대향하는 체결 구조체를 박리가능하게 채울 수 있도록 후크형부를 각 스템에 제공하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 연마 물품의 제조방법은 표면을 연마할 수 있는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 연마 시이트를 제공하는 단계; 평행한 복수의 레일 부재가 돌출해 있는 기저 시이트를 제공하도록 개조된 다이 개구부를 통해 유동성 재료를 압출시키는 단계; 상기 레일 부재를 이의 종축에 대해 횡방향으로 절단하는 단계; 후크형 스템을 제공하기 위해 상기 각 레일 부재의 절단부가 이격되도록 기저 시이트를 신장시키는 단계: 및 상기 기저 시이트를 연마 시이트에 접착시켜 연마 물품을 제공하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 연마 물품의 제조방법은 제1 주표면 및 복수의 후크형 스템을 함유하는 제2 주표면을 갖는 기재를 제공하는 단계; 복수의 공동을 함유하는 접촉 표면을 갖는 제조 용구를 제공하는 단계; 접합제 및 복수의 연마 입자를 함유하는 연마 피복 전구체를 상기 제조 용구의 한 접촉면 및 상기 기재의 제1 주표면상에 피복시키는 단계; 상기 기재의 제1 주표면을 상기 제조 용구의 접촉 면과 접촉시키는 단계; 상기 연마 피복 전구체를 이것의 적어도 일부분이 경화되어 상기 제1 주표면에 연마 피복물이 부착할 수 있는 조건하에 노출시키는 단계로서, 이 때 상기 연마 피복물은 상기 공동에 의해 정확한 형태가 형성되는 복수의 연마 복합재를 포함하는 단계; 및 이와 같이 피복된 연마 물품을 상기 제조 용구로부터 분리시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 주표면 및 이 표면에 접해 있는 체결 표면을 갖는 지지체 부재를 함유하며, 이 체결 표면에는 돌출 후크형 스템에 체결되는 수단이 포함되어 있는 백업 패드 및 가공품의 표면을 연마하는 수단을 포함하는 제1 주표면과 상기 백업 패드의 루프 부재에 박리가능하게 체결될 수 있는 후크형 스템을 함유하는 제2 주표면을 갖는 기재를 포함하는 연마 물품을 구비하는 연마 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 복수의 후크형 스템이 표면으로부터 돌출해 있는 연마 물품과 함께 사용할 수 있는 연마 장치를 제공하며, 이 장치는 주표면을 가진 지지체부와 이 주표면에 접하여 주표면으로부터 돌출해 있는 복수의 후크형 스템을 함유하고 있는 백업 패드 및 상기 주표면에 박리가능하게 부착되어 있고 대향하는 제1 및 제2 의 패드 표면을 함유하며, 이 때 상기 제1의 패드 표면은 백업 패드의 주표면으로부터 돌출해 있는 후크형 스템에 박리가능하게 체결될 수 있는 체결 표면을 함유하며, 상기 제2 패드 표면은 연마 물품으로부터 돌출해 있는 후크형 스템에 박리가능하게 체결될 수 있는 체결 표면을 함유하는 변환 패드를 구비한다.

본 발명은 연마 디스크 또는 연마 시이트와 같은 피복 연마 물품(본 명세서에서 "연마 물품"이란 연마하여 주는 물품인 "연삭체"를 의미함), 및 이러한 연마 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연마 장치, 특히 연마 물품을 지지하는 백업 패드에 관한 것이다.

본 발명은 첨부되는 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이며, 이 도면들 중 여러 도면들을 통해 유사한 구조체에 대해서는 유사한 번호를 사용하여 나타내었다:

도 1은 본 발명에 기재된 연마 물품의 단면도;

도 2a 내지 2n은 본 발명에 기재된 후크형 스템들의 여러 양태를 나타내는 단면도;

도 3a 내지 3d는 본 발명에 기재된 또 다른 여러 양태들의 후크형 스템을 나타내는 단면도;

도 4는 복수의 응집체로 배열된 후크형 스템을 갖는 연마 물품의 단면도;

도 5는 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 장치 및 방법의 모식도;

도 6은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 제2 장치 및 방법의 모식도;

도 6A 및 도 6B는 도 6에 예시된 2단계 방법동안 진행되는 기저 시이트의 투시도;

도 7은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 제 3 장치 및 방법의 모식도;

도 8 및 8A는 실시예 4 내지 27의 결과를 요약하여 나타낸 표;

도 9는 본 발명에 기재된 연마 장치의 측면도;

도 10은 본 발명의 연마 물품 및 백업 패드사이의 계면을 나타내는 단면도;

도 11은 본 발명의 백업 패드, 변환 패드 및 연마 물품의 단면도;

도 12A 및 12B는 본 발명의 대안적인 양태에 따른 연마 물품들의 단면도;

도 13은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 제 4의 장치 및 방법을 나타내는 모식도;

도 14는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 제 5의 장치 및 방법을 나타내는 모식도;

도 15는 도 12A의 연마 물품의 대안적인 양태를 나타내는 단면도;

도 16은 도 12A의 연마 물품의 또 다른 대안적인 양태의 단면도:

도 17은 도 15의 연마 물품의 평면도: 및

도 18은 도 12A의 연마 물품을 제조하기 위한 제조 용구의 단면도.

본 발명은 한쪽 주표면상에 후크형 스템을 갖는 연마 물품 및 이러한 연마 물품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 연마 물품에 대하여, 도 1 내지 도 4를 참조하기 바란다. 본 명세서에는 원형 및 평면형의 연마 물품을 도시하였지만, 본 발명의 연마 물품은 임의의 바람직한 형태일 수 있으며, 그 예로는 원형, 난형, 다각형(예, 직사각형, 정사각형 또는 별형) 또는 다중 로브형(예, 데이지형)을 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다. 연마 디스크(10)는 기재(12), 연마 표면(14) 및 후크형 스템(16)을 함유하며, 그 각각에 대해서는 하기에 보다 상세히 설명될 것이다. 기재(12)는 제1 주표면(18) 및 제2 주표면(20)을 갖고 있다. 제1 주표면(18)은 표면을 연마하는 연마 수단(14)을 포함하는데, 이 연마 수단은 도시된 양태에서와 같이 접합층(24)내에 연마 입자(22)가 분산된 것이다. 제2 주표면(20)은 복수의 후크형 스템(16)을 함유하며, 그 각각은 반대 표면의 체결 구조체를 채우기 위한 후크형 수단을 함유하고 있다.

본 발명에 기재된 연마 물품을 제조하는 방법은 일반적으로 표면을 연마하는 수단을 함유하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 연마 기재를 제공하는 단계, 그 제2 주표면에 접하여 돌출하는 복수의 스템을 제공하는 단계; 및 상기 후크형 스템이 대향 체결 구조체를 박리가능하게 채울 수 있도록 하는 후크부를 각 스템에 제공하는 단계를 포함하며, 하기에 보다 상세히 설명할 것이다.

본 발명의 백업 패드는 디스크나 시이트와 같은 연마 물품으로부터 돌출하는 후크형 스템과 박리가능하게 체결되도록 개조되고, 앞면이라고도 불리는 주표면을 함유하며, 하기에 보다 상세히 설명할 것이다. 연마 물품은 백업 패드에 의해 지지되어 가공품의 표면을 연마하는데 사용된다.

본 발명의 기재(12)는 하나 이상의 여러가지 재료를 함유할 수 있는데, 그 예로는 직물이나 천, 종이, 중합체 필름, 가황 섬유, 제직 또는 부직 웨브 및 가공 변형물 또는 이의 조합물을 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다. 특히 연마 물품의 기재는 기저 시이트에 적층된 연마 시이트를 함유할 수 있는데, 이것에 대해서는 이후에 상세히 설명할 것이다. 바람직한 기재는 하도처리된 폴리에스테르 필름으로, 이는 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 임페리얼 케미칼 인더스트리즈 아메리카스, 인코오포레이티드에서 상표명 ICI-475 필름으로서 시판되는 것이 있다.

기재(12)의 제1 주표면(18)은 표면을 연마하는 수단을 포함한다. 예시된 양태에 는 연마 수단이 접합 재료(24)에 의해 제1 주표면(18)에 접합된 연마 입자(22)로서 도시되어 있다. 연마 입자로는 석류석, 금강사, 산화 알루미늄, 입방형 질화 붕소, 탄화 규소, 산화알루미늄-산화지르코늄, 다이아몬드, 세라믹 산화 알루미늄 및 이의 배합물을 포함할 수 있다. 일반적인 접합 재료로는 동물의 아교 및 합성 수지를 포함한다. 연마 보조제, 충전제, 염료, 안료, 섬유, 윤활제, 계면활성제, 대전방지제, 커플링제, 가소화제 및 현학화제와 같은 재료 역시 연마 재료에 첨가될 수 있다.

본 명세서에 기재된 연마 물품 및 제조 방법에 있어서, 일반적으로 연마 입자형인 연마 수단은 연마 시이트의 표면에 배치된다. 표면에 연마 입자를 적용하는 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 간략하게 기술할 것이다. 시이트상에 연마재를 제공하여 연마 시이트(100)를 제조하는 한 방법은 수지내에 연마 입자가 분산되어 있는 연마재 슬러리를 시이트상에 피복시키는 단계를 포함한다. 연마재 슬러리는 로울 피복, 다이 피복, 분무, 나이프 피복등과 같은 통상적인 임의의 기법으로 피복시킬 수 있다. 연마재 슬러리를 피복한 후, 산출되는 물품은 수지를 경화시켜 경화된 접합제를 형성하기에 충분한 조건(예, 열, 방사선, 또는 시간 경과)에 노출시킨다. 이로써 연마재 슬러리를 연마 시이트(100)에 접착시킨 연마 복합재로 변환된다.

연마 시이트에 연마재를 피복시켜 연마 시이트(100)를 형성시키는 제2 방법에 있어서, 시이트 부재상에 임의의 통상적인 기법으로 메이크 피복 수지를 피복시킨다. 이 메이크 피복 수지에 다량의 연마 입자를 피복시킨 뒤, 메이크 피복 수지를 적어도 부분적으로 경화시킨다. 다음, 사이즈 피복 수지를 연마 입자 및 메이크 피복층 상에 피복시킨다. 마지막으로 사이즈 피복 수지 및 메이크 피복 수지를 경화시켜 메이크 및 사이즈 피복 접합제를 형성시킨다. 이 방법의 한 변형예로서, 메이크 피복 수지를 연마 입자를 피복시키기 전에 부분적으로 경화시킬 수도 있다.

연마 입자가 병입되어 있는 부직 연마 물품 역시 본 발명에 기재된 연마 수단으로서 사용할 수 있다. 부직 연마 물품은 일반적으로 섬유 구조체를 통해 연마 입자가 분포되어 있고 유기 접합제에 의해 구조체내에 접합되어 있는 개방형의 다공성 현도 중합체 필라멘트 구조체(기재)를 함유한다. 이러한 구조물에 사용할 수 있는 일반적인 섬유상 필라멘트 구조체는 폴리아미드류, 폴리에스페르류 및 폴리프로필렌을 함유한다. 부직 연마재는 당업계에 공지되어 있고, 그 예로는 미국 특허 제2,958,593호(후버 등)를 들 수 있고, 따라서 본 명세서에는 더 이상 설명하지 않겠다.

후크형 스템(16)은 도 1에 제시된 바와 같이, 제2 주표면(20)상에 제공되어 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 후크형 스템은 1) 스템이 접합되어 있는 표면으로부터 이격되어 있는 자유 말단 및 2) 대향 표면상에 있는 체결 구조체를 후크형 스템이 박리가능하게 채울 수 있도록 하는 구조체를 갖는 스템을 의미한다. 후크형 스템(16)은 많은 여러가지 디자인들중에서 선택될 수 있고, 이중 일부를 본원에 도시하고 기재하였다. 본원에 구체적으로 기재하지는 않은, 다른 후크형 스템의 디자인도 본 발명에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

각 후크형 스템은 제2 표면(20)상에 위치하여 제2 표면으로부터 돌출되어 있다. 후크형 스템은 제2 표면(20)과 일체형으로 제2 표면(20)상에 직접 형성되거나, 또는 제 2 표면에 부착되는 중간 시이트나 층상에 제공될 수도 있다. 달리 표현하면, 개개의 후크형 스템은 제 2 표면(20)에 직접 접합되거나 접합되지 않을 수도 있다. 본 발명의 후크형 스템은 여러 방법들중 1가지 방법으로 제 2 주표면상에 제공될 수 있다. 예컨대, 후크형 스템은 기재와 동일한 재료로 제조하여, 기재(12)와 후크형 스템들이 일체형이 되도록 할 수 있다. 대안적으로, 후크형 스템은, 예컨대 고온 용융 접착제와 같은 접착제에 의해 제2 주표면에 부착될 수 있다. 또다른 양태에서는, 후크형 스템을 별도의 시이트 부재(예, 플라스틱 시이트)에 제조하여, 그 시이트 부재를 기재의 제2 주표면에 부착시키기도 한다. 별도의 시이트 부재는 기재에 직접 접착되거나(예컨대, 초음파 접착에 의해), 또는 접착제에 의해 접착될 수 있다. 접착제 층이나 하도층외에도 기타 다른 층들이 또한 후크형 스템과 기재사이에 삽입될 수 있다.

스템(28)은 기재에 평행하게 배치된 임의의 적합한 횡단면형을 가질 수 있으며, 그 예로는 원형, 난형, 다각형(예, 별형, 십자형, 직사각형 또는 평행사변형) 또는 다중 로브형(예, 데이지형 또는 클로버형)을 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다. 후크형 스템은 필요에 따라, 충전형이거나 중공형일 수 있으며, 제 2 표면(20)에 평행한 후크형 스템의 횡단면적은 바람직하게는 0.002 내지25mm²(0.000004 내지 0.04 in²)의 범위, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1.0mm²(0.000016 내지 0.0016 in²)의 범위, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.45 mm²(0.00008 내지 0.0007 in²)의 범위이다. 이러한 범위의 크기는 내구성인 루프 재료와 상호체결될 수 있도록 개조된 후크형 스템에 바람직한 것이다.

원통형 스템인 경우, 스템의 최대 직경은 바람직하게는 약 0.05 내지 5.0mm(0.002 내지 0.20 in), 보다 바람직하게는 약 0.13 내지 1.0mm(0.005 내지 0.04in), 가장 바람직하게는 0.25 내지 0.76 mm(0.01 내지 0.03in)이다. 후크형 스템의 총 길이는 바람직하게는 약 0.01 내지 10mm(0.0004 내지 0.40in), 보다 바람직하게는 0.05 내지 2.6mm(0.002 내지 0.102in), 가장 바람직하게는 0.13 내지 1.0mm(0.005 내지 0.04 in)사이이다. 후크형 스템의 형태, 직경 및 길이가 소정의 연마 물품내에서 병합되어, 1종 이상의 형태, 직경 및/또는 길이를 가진 후크형 스템을 구비한 연마물품을 얻을 수도 있다는 자명한 것이다. 또한 후크형 스템의 형태, 크기 및 배향은 소정의 용도마다적합한 전단 강도 및 박리 강도를 갖도록 선택할 수 있다.

후크형 스템(22)은 직선형이거나 아아치형일 수 있고, 제2 주표면을 따라 규칙적인 배열로 배열되거나 또는 불규칙적으로 분포될 수 있다. 예컨대, 나선형의 후크형 스템을 제공하고, 평행한 사인형 컬럼으로 후크형 스템을 배열하는 것이 바람직한 경우도 있다. 후크형 스템의 밀도는 필요에 따라 선택할 수 있고, 바람직하게는 1 ㎠당 약 8.0 내지 310개의 후크형 스템(1 in²당 50 내지 2000개의 후크형 스템)의 범위일 수 있으나, 다른 밀도로 후크형 스템을 제공할 수도 있다.

또한, 후크형 스템(16)은 도 4에 (17)로 나타낸 바와 같이 복수의 응집형으로 배열될 수도 있다. 즉, 2 이상의 인접 스템을 서로 밀접하게 하나의 응집체로 배치하고, 인접해 있는 응집체들을 한 응집체중의 스템들간의 간격보다 더 큰 간격으로 서로 이격시킬 수 있다. 각 응집체내의 스템들은 여러 배향으로 경사를 이루는 것이 바람직할지라도, 임의의 적합한 배향으로 경사를 이룰 수 있다. 또한, 응집체들은 스템이 부착되는 표면상에 특정 용도에 적합하도록 불규칙적으로 또는 균일하게 분포될 수 있다. 응집체들은 복수의 열 또는 줄로 제공될 수 있으며, 그 열들은 평행을 이룰 수 있다(직선의 열, 또는 곡선 열).

전술한 후크형 스템은 또한 대향 표면상에 연마 물품을 박리가능하게 부착시키기 위해 대향 표면(예, 루프 재료)상의 체결 구조체에 채워지는 수단을 포함한다. 한 양태에 있어서, 후크형 수단은 도 2(a) 내지 2(n)에 측면도로서 도시되어 있는 바와 같이, 각 스템상에 제공된 하나 이상의 헤드(30)[예시된 양태에서 헤드(30a) 내지 (30n)으로 도시됨]로서 도시되어 있다. 헤드(30)는 또한, 또는 대안적으로, 도 2(k) 내지 2(l)에 도시한 바와 같이, 스템(28)을 따라 다른 위치들에 제공될 수 있다. 본원에 사용된 헤드란 1 이상의 방향으로 스템의 둘레 주위에 방사상으로 전개된 임의의 구조체를 의미한다.

헤드(30)는 임의의 적합한 3차원 형을 가질 수 있으며, 그 예로는 반구형,구형, 입방형, 버섯 모자형, 원통형, 원추형, 피라미드형, 디스크형, 또는 가시형일 수 있다. 본 발명에서 유용할 것으로 사료된 일부 헤드 디자인을 도 2에 제시한다. 또한, 헤드는 도 2(a), 2(b), 2(e), 2(f), (2g), 2(i), 2(j) 및 2(k)에 도시된 헤드와 같이, 대향하는 정합 표면의 체결 부재에 채워지기 위해 스템으로부터 약 90도의 각도로 전개되는 하나 이상의 하부절단된 부를 갖는 것이, 필수적이지는 아닐지라도 바람직한 것이다. 또한 스템의 기저부를 향해 전개되어 헤드의 "언더행(underhang)"부를 산출하는 부분을 갖는 헤드를 제공할 수도 있다. 또 다른 양태에서는 각 스템이 2 이상의 헤드를 갖고 있고, 그 형태는 필요에 따라 선택될 수 있다.

헤드(30)의 길이는 헤드부가 스템으로부터 벗어나는 제1 지점에서부터 가장 먼 지점까지 측정했을때, 약 0.05mm내지 2.0mm(0.002 내지 0.079in) 사이인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 1.1mm(0.004 내지 0.045in)사이인 것이다. 이러한 크기의 범위는 내구성있는 루프 재료와 상호체결되도록 개조된 후크형 스템용으로 바람직하다.

스템으로부러 방사상으로 전개되는 헤드부의 크기는 연마 물품과 대향 표면간의 체결과 분리를 적절히 실시할 수 있도록 하는 것이 중요할 수 있다. 헤드가 스템위로 지나치게 짧은 거리만이 방사상으로 전개된다면, 연마 물품과 대향 표면간의 분리력이 충분치 못할 수 있다. 이와 반대로, 헤드가 스템위로 지나치게 큰 거리로 전개된 경우, 헤드는 대향 표면에 체결되지 않을 수도 있고, 또는 충분한 수의 헤드가 체결된 경우, 분리력이 필요 이상으로 커질 수도 있다. 따라서, 최대헤드 직경은 스템 직경을 약 0.05mm(0.002in) 이상 내지 약 1.5mm(0.06in) 이하로 초과하는 것이 바람직하다.

후크형 스템은 필요에 따라 제2 표면에 대해 경사를 이룰 수도 있으나, 일반적으로 제2 표면에 대해 수직을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 후크형 스템은 각각 인접한 헤드에 대해 소정의 배향 또는 불규칙적인 배향으로 헤드를 가져, 디스크와 관련된 분리력을 증가시키는 것이 필요할 수도 있다. 또한, 디스크와 같은 연마 물품이 사용중에 정합 표면에 확고하게 부착되어 있도록 하기 위해, 후크형 스템상의 헤드가 스템의 한면위에만 제공되는 경우("지향성" 후크형 스템으로 공지됨), 후크형 스템상의 헤드가 모두 동일한 배향을 갖도록 해서는 안된다.

또 다른 양태에 있어서, 본 발명의 후크형 수단은 도 3(a) 내지 3(d)에 도시된 바와 같이, 원말단의 사잇각이 약 90도 이하인 후크형 스템을 포함한다. 도 3에 기호로 예시된 원말단의 사잇각은 후크형 스템의 근말단에 있는 제2 주표면에 대해 수직인 직선(도 3의 라인 L1)과 후크형 스텡의 원말단을 통해 그 중심으로 전개되는 직선(도 3의 라인 L2)사이의 사잇각으로서 정의된다. 그 각도 α가 약 90도 이하인 경우, 대향 표면의 체결 구조체에 채워지기 위해 각 후크형 스템의 원말단을 개조하지만, 적절한 인장력을 사용하여 그 구조체로부터 이탈시킬 수도 있다. 본 양태에 따라 제작된 후크형 스템은 또한 도 2에 참고적으로 예시한 유형의 헤드를 포함할 수 있으나, 특정한 원말단 각도를 갖는 후크형 스템을 사용하는 경우에는 헤드가 필요하지 않다.

본 발명에 따른 연마 물품은 임의의 적합한 체결 구조체를 갖는 백업 패드와같은 표면에 부착될 수 있으며, 그 예로는 섬유, 필라멘트(예, 브러시드 나일론 및 브러시드 폴리에스테르), 제직 및 부직물, 편직물 및 스티치 접합포를 들 수 있다. 또한, 체결 후크와 상용성인 세트나 포옴(foam)(특히 개방형 셀 포음)에 대한 부착과 같은 다른 용도들도 포함된다.

복수의 루프 부재를 갖는 표면과 같은 대향 표면에 연마 물품이 부착되는 경우, 대향 표면의 구조체(예, 루프)와 모든 후크형 스템이 체결되어야만 하는 것은 아니다. 일반적으로, 후크형 스템의 대부분이 체결 표면의 구조체에 채위질 것이므로, 분리력은 통상 체결된 후크형 스템의 수와 직접 관련이 있을 것이다. 특정 대향 표면에 체결된 후크형 스템의 백분율은 많은 요인들, 예컨대 후크형 스템의 크기와 밀도 및 대향 표면의 지형등에 따라 달라진다.

전술한 각종 연마 물품 및 하기 기재되는 이러한 상기 연마 물품을 제조하는 방법에 있어서, 후크형 스템은 통상 유동성 재료를 성형하므로써 형성된다. 유동성 재료는 임의의 적합한 재료, 예컨대 중합체, 금속 또는 세라믹 전구체일 수 있다. 또한, 후크형 스템을 제조하기 위해 2종 이상의 유동성 재료를 사용하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 예컨대, 하나의 유동성 재료를 사용하여 헤드를 형성시킬 수도 있고, 2 종의 유동성 재료를 사용하여 스템을 형성시킬 수도 있다.

바람직한 유동성 재료는 열가소성 재료나 열경화성 재료와 같은 중합체 재료이다. 적합한 재료로는 열가소성 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드류, 폴리이미드류, 폴리올레핀류(예, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스테르류(예, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 나일론, 아세탈, 블록 중합체(예,텍사스 휴스톤에 소재하는 쉘 케미칼 컴패니에서 상표명 Kraton^TM으로 시판하는, 탄성중합체 단편을 지닌 폴리스티렌 재료), 폴리카보네이트, 열가소성 탄성중합체 및 이의 공중합체 및 배합물을 포함한다. 본 발명에 유용할 것으로 사료되는 구체적인 재료의 예로는 텍사스 휴스톤에 소재하는 쉴 케미칼 컴패니에서 상표명 SRD6-321로 시판되는 것과 같은 폴리프로필렌 불규칙 공중합체, 텍사스 휴스톤에 소재하는 쉘케미칼 컴패니에서 상표명 SRD7-463으로 시판하는 것과 같은 폴리프로필렌 불규칙 공중합체, 매사츄세츠 미들톤에 소재하는 보스틱 컴패니에서 상표명 7199로 시판하는 것과 같은 폴리에스테르 고온 용융 접착제 및 일리노이 칸카케에 소재하는 헨켈 컴패니에서 상표명 Macromelt 6300으로 시판하는 것과 같은 폴리아미드 고온 용융 접착제를 포함한다. 또한, 유동성 재료는 충전제, 섬유, 대전방지제, 윤활제, 습윤화제, 계면활성제, 안료, 염료, 커플링제, 가소화제, 현탁화제등을 비롯한 첨가제를 포함할 수 있으며, 이것에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 방법은 많은 방법으로 실시될 수 있으며, 그중 일부를 본원에 예시하여 본 발명을 완전하게 이해할 수 있도록 하였다. 예시된 양태들의 각각에 있어서, 돌출 스템(16)들이 서로 이격되고 기재의 두께에 비해 비교적 큰 것처럼 도시하였지만, 후크형 스템은 일반적으로 길이가 0.01 내지 10.0mm(0.0004 내지 0.4 in) 범위이고, 밀도는 1㎠당 약 8 내지 310 개의 후크형 스템(1 in²당 50 내지 2000 개의 스템)인 것이 일반적이라는 것을 주지해야만 한다.

본 발명의 방법으로 제조한 후크형 스템은 성형된 열가소성 또는 열경화성수지에 에너지(예컨대, 열이나 방사선 형태)를 가하는 것을 필요로 하는 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이 공정은 헤드나 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 갖는 후크형 스템을 형성시키는데 유용한 것으로 사료되며, 이는 종래 기술의 직물 제조 방법과 대조적이다.

도 5 는 본 발명의 방법을 수행하는 장치 및 방법의 일 양태를 예시한 것이다. 본 발명의 이러한 양태는 일반적으로 후크형 스템과 이 스템이 돌출되어 있는 기저 시이트를 성형하는 단계 및 이 기저 시이트를 연마 시이트에 적층하여 본 발명의 연마 물품을 제조하는 단계로 구성된다.

연마 시이트(100)는 제1 주표면(104) 및 제2 주표면(106)을 포함하며, 바람직하게는 로울(102) 형태로 제공된다. 제1 주표면(104)은 표면을 연마하는 수단을 포함하며, 피복 연마재, 일정 구조의 피복 연마재, 래핑 피복 연마재, 또는 부직 연마재를 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다.

또한, 연마 시이트에는 복수의 돌출 스템(116)을 함유하는 기저 시이트(112)가 제공되어 있다. 후크형 수단은 성형중 공정(예컨대, 각 스템상에 하나 이상의 헤드를 성형하거나, 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 갖는 후크형 스템을 성형하는 공정)으로 제공될 수 있거나, 또는 성형후 공정(예컨대, 비헤드형 스템을 가열하여 헤드를 만들거나, 또는 직선형 스템을 가열하여 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 제공하는 공정)으로 제공될 수 있다. 성형 단계는 또한 성형 기술분야에 공지된 바와 같은 임의의 적합한 성형 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 후크형 스템 및 기저 시이트는 주입 성형되거나, 가열된 시이트 부재를 성형 표면에 대해 압축시키므로써 성형하거나, 또는 유동성 재료를 정지형이거나 이동형(예, 벨트, 테이프, 또는 드럼)일 수 있는 주형의 공동위와 공동내로 유입시키므로써 성형할 수 있다.

도 5에 예시된 바와 같은 양태에 있어서, 기저 시이트(112)는 WIPO 국제 출원 PCT 공개 번호 WO 94/23610에 "Mushroom-Type Hook Strip For A Mechanical Fastener"라는 명칭으로 교시된 바와 같은 공정에 의해 제공된다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 그 공정은 열가소성 수지와 같은 유동성 재료를 주형(132)상에 압출시킬 수 있도록 개조된 압출기(130)를 포함한다. 주형의 표면은 일정 배열의 복수은 공동(134)을 포함하며, 이 공동은 유동성 재료로부터 유사한 복수의 스템을 형성하도록 개조되어 있다. 이 공동(134)은 유동성 재료로부터 적합한 스템의 구조를 형성하는데 필요한 대로 배열되고, 크기 결정되며 성형될 수 있다. 일반적으로, 충분한 유동성 재료의 부가적인 양은 주형(132)위로 압출되어 동시적으로 기저 시이트(112)를 형성시킬 수 있다. 주형(132)은 회전가능하며, 대향 로울(136)과 함께 닙을 형성한다. 주형(132)과 대향 로울(136) 사이의 닙은 유동성 재료가 주형의 공동내로 유입될 수 있도록 보조 역할을 하며, 이로써 균일한 기저 시이트(112)를 제공한다. 상기 공정이 수행되는 온도는 사용된 특정 재료에 따라 달라진다. 예컨대, 온도는 텍사스 휴스톤에 소재하는 쉘 오일 컴패니에서 상표명 WRS6-165로서 시판하는 폴리프로필렌의 불규칙 공중합체인 경우, 230℃ 내지 290℃(446 내지 554℉) 범위가 사용된다.

주형은 연속 공정용으로 사용되는 유형(예컨대, 테이프, 원통형 드럼, 또는 벨트), 또는 배치 공정용으로 사용되는 유형(예, 주입 성형)일 수 있으나, 전자가바람직하다. 주형의 공동은 임의의 적합한 방식으로 성형될 수 있으며, 예컨대 천공, 기계가공, 레이저 천공, 수 분사식 기계 가공, 주조, 부식, 다이 천공, 다이아몬드 회전등을 포함한다. 공동의 위치는 기저 시이트 상, 결국 연마 물품 상의 후크형 스템의 간격과 배향에 따라 달라진다. 주형의 공동은 유동성 재료가 적용되는 표면의 반대편에 위치한 공동 말단이 개방되어 있어 유동성 재료를 공동내로 용이하게 주입시킬 수 있다. 공동이 밀폐형인 경우, 공동에 진공을 가하여 유동성 재료가 거의 전체 공동내로 충전되도록 할 수도 있다. 대안적으로, 밀폐형 공동은 형성되는 스템의 길이보다 더 길게 형성시켜 주입 재료에 의해 공동내의 공기를 압축시킬 수 도 있다. 주형의 공동은 이로부터 스템이 용이하게 방출될 수 있도록 디자인되어야만 하며, 따라서 일정각을 이룬 측벽을 함유하거나, 공동 벽상에 박리 피복층(예, Teflon^TM)을 함유할 수도 있다. 또한, 주형의 표면은 박리 피복층을 함유하여 주형으로부터 기저 시이트를 용이하게 박리시킬 수도 있다.

주형은 경성 또는 가요성인 적합한 재료로 제조할 수 있다. 주형 부재는 금속, 강철, 세라믹, 중합체 재료(열경화성 및 열가소성 중합체 포함) 또는 이의 배합물로 제조될 수 있다. 주형을 형성하는 재료는 기저 시이트 및 후크형 스템을 형성하는데 사용된 특정한 용융 금속이나 열가소성 재료와 관련된 열에너지를 견딜 수 있을 정도의 충분한 내구성과 강도를 지녀야만 한다. 또한, 주형을 형성하는 재료는 다양한 방법에 의해 공동을 형성할 수 있고, 가격이 저렴하고, 저장 수명도 길며, 허용 품질의 재료를 지속적으로 생산하고, 공정 매개변수들의 변화에 대해서도 허용성인 것이 바람직하다.

유동성 재료는 주형의 공동내 및 주형의 표면상으로 유입되어 기저 시이트를 형성하는데, 그 재료의 유동이 용이하도록 하기 위해, 그 재료를 일반적으로 적절한 온도로 가열한 다음, 공동에 피복해야만 한다. 피복 기법은 임의의 통상적인 기법일 수 있으며, 그 예로는 캘린더 피복, 주조 피복, 커튼 피복, 다이 피복, 압출, 그라비어 피복, 나이프 피복, 분무 피복 등을 포함한다.

열가소성 재료가 주형 공동내와 주형 표면 위로 피복되면, 그 재료를 냉각시켜 고형화하여 후크형 스템을 만든다. 유동성 재료는 주형내와 주형위에서 고형화되어 후크형 스템과 기저 시이트를 형성한 다음, 주형으로부터 분리된다. 유동성 재료는 종종 고형화될 때 수축하여 주형으로 부터 후크형 스템과 기저 시이트가 용이하게 박리되도록 한다. 주형의 일부 또는 전체를 냉각시켜 후크형 스템과 기저 시이트가 고형화되는 것을 보조할 수 있다. 냉각은 물, 가압 공기, 액체 질소, 또는 다른 냉각 공정을 사용하여 실시할 수 있다.

일부 용도에는 분자적으로 배향된 스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 분자적으로 배향된 스템은 충분히 큰 강도와 내구성을 가질 뿐만 아니라, 보다 큰 인장 강도 및 요곡 강도를 가지며, 이는 상기 배향을 형성하지 않고는 수득할 수 없는 것이다. 비배향성 스템과 비교해볼 때, 배향성 스템의 증강된 강도로 인해 스템은 분리동안 쉽게 파괴되지 않을 것이다. 분자적 배향성을 부여하기 위해, 공동의 벽은 주입된 유동성 재료가 각 공동의 코어에 지속적으로 충전되는 동안 그 벽을 따라 고형화될 정도의 온도로 냉각시켜야만 한다. 공동의 코어를 충전시킨 후에도, 냉각을 지속시켜 분자 배향을 유지시키고 스템이 공동으로부터 뽑혀지도록 해야 한다. 그후, 다시 후크형 스템을 형성하기 위해 유동성 재료를 주입하기 전에 공동 벽을 가열하는 것이 바람직할 것이다.

열경화성 수지가 유동성 재료로서 사용된 경우, 수지는 비경화되거나 중합되지 않은 상태의 액체로서 주형에 부가한다. 수지를 주형상에 피복시킨 후, 그 수지가 고형화될 때까지 중합시키거나 경화시킨다. 일반적으로 중합 공정은 경화 시간이나 에너지원에 대한 노출, 또는 이 두가지 공정을 모두 사용하여 중합을 용이하게 한다. 에너지원이 제공되는 경우, 그 에너지원은 열이나 전자 빔, 자외선 또는 가시광선과 같은 방사선 에너지일 수 있다. 수지가 고형화된 후에는 수지를 주형으로부터 분리해낸다. 일부 경우에는 후크형 스템을 금형으로부터 분리한 후, 그 열경화성 수지를 추가 중합시키거나 경화시키는 것이 바람직할 수도 있다. 적합한 열경화성 수지의 예로는 멜라민 포름알데히드 수지, 아크릴레이트 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지등을 포함한다.

전술한 바와 같이, 후크형 수단은 기저 시이트로부터 돌출하는 후성형된 직선형의 스템으로 제공될 수 있다. 후성형 공정은 열가소성 재료의 경우 특히 유용한 것으로 사료된다. 유용한 1가지 후성형 기법은 스템상에 헤드를 형성시키거나 또는 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 갖는 후크형 스템을 형성시키기 위해 열(고온 공기류등에 의한 대류 가열; 가열 램프, 가열선등에 의한 방사선 가열; 섬광분해법: 또는 가열된 로울이나 평판과 같은 가열 표면과 후크형 스템사이의 접촉으로 인한 전도 가열을 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아님)을 가하는 것을 포함한다.후크형 수단은, 예시 양태로서 가열 판(138)으로 스템을 가열하므로써 각 스템에 접한 헤드의 형태로 제공될 뿐만 아니라, 스템의 원말단을 가열된 캘린더링 롤러와 접촉시켜 헤드를 형성시키므로써 제공될 수 있다. 다른 가열 수단이 사용될 수도 있다. 예컨대, 복수의 직선형 돌출 스템을 갖는 기저 시이트를, 스템의 원말단과 접촉하는 닙 로울은 가열시키고 반대편 닙 로울은 냉각시키면서 닙을 통해 통과시켜 원말단을 국소적으로 가열 및 압축시킬 수 있다. SRD7-463 폴리프로필렌 수지가 사용되는 경우, 고온 닙 로울의 온도는 143℃ 내지 154℃(290℉ 내지 310℉), 닙의 압력은 0.552MPa(80psi) 이상으로 사용되는 것이 유용한 것으로 나타났다. 가열된 닙 로울은 일반적으로 도 2(b)에 도시된 유형의 "네일 헤드"형 후크형 스템을 형성한다.

그 다음, 연마 시이트(100) 및 기저 시이트(112)를, 예컨대 시이트의 한면 및 양면(140) 및 (140')에 접착제를 피복시켜 함께 접합하여 본 발명의 연마 물품을 제조한다. 이러한 양태 및 다른 양태들에서도 연마 시이트 및 기저 시이트는 함께 본 발명의 연마 물품의 기재인 적층체를 형성한다. 이 적층 접착제는 전술한 바와 같이, 열가소성 또는 열경화성 재료이거나, 압감 접착제일 수 있다. 접착제로는, 예컨대 아크릴 압감 접착제, 고무계 PSA, 수계 래틱스, 용매계 접착제, 방사선 경화된 접착제 및 2부분 수지(예, 에폭시류, 폴리에스테르류 또는 폴리우레탄류)를 포함할 수 있다. 다른 접합 수단은 또한 기저 시이트(112)를 가열하여 기저 시이트와 연마 시이트(100)사이의 접착을 용이하게 하거나 또는 연마 시이트(100)나 기저 시이트(112)중의 한쪽이나 양쪽을 코로나 처리하여 상호 접합할 수 있도록 하는 데사용할 수 있으며, 이것에만 제한되는 것은 아니다. 기저 시이트 및 연마 시이트는 압력을 사용하여 함께 적층시켜(예컨대, 닙 로울러에서) 연마 물품을 형성시킬 수 있다.

적층후, 연마 시이트 재료(144)는 변환기(146)로 전달된다. 변환기(146)는 예시된 양태에서, 시이트 재료(144)로부터 연마 물품(154)을 절단해내기 위해 장착된 다이부(152)를 함유하는 회전 다이 절단 장치(150)를 포함한다. 절단 표면 (156)은 절단동안 시이트 재료(144)를 지지하고 있고, 연마 물품(154)은, 예컨대 저장고(158)에 수집될 수 있다. 다른 유형의 변환기 구조체 역시 본 발명의 영역에 포함되며, 예컨대, 배치 다이 절단 장치등을 포함할 수 있다. 개개의 연마 물품은 미국 특허 제3,849,949호(스타인하우저 등)에 기재된 방식으로 함께 연결되어 로울 상에 모을 수 있거나, 또는 도시된 바와 같이 분리된 연마 물품으로 절단될 수 있다. 시이트 폐기물은 로울(160)상에 모은후, 폐기하거나 추가 가공한다.

본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치 및 공정의 제2 양태를 도 6에 도시한다. 연마 시이트(200)는 바람직하게는 로울(202)로 제공되며, 이 시이트는 제1 주표면(204) 및 제2 주표면(206)을 포함한다. 제1 주표면(204)은 표면을 연마하는 수단을 포함하며, 그 예로는 피복 연마재, 일정 구조의 피복 연마재, 래핑 피복 연마재, 또는 부직 연마재를 포함할 수 있다.

기저 시이트(212)는 미국 특허 제4,894,060호(네스트가드)에 교시된 바와 같은 방법으로 제공한다. 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 기저 시이트(212)는 압출 장치(230)에 의해 유동성 재료로부터 압출되며, 이 시이트로부터 돌출하는 복수의 레일 부재(232)를 함유한다. 예시용인 압출된 기저 시이트(212)는 도 6A에 예시한다. 레일 부재(232)는 기저 시이트에 대해 수직을 이루는 임의의 적합한 횡단면 형태를 가질 수 있고, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같은 측면도중의 하나와 유사한 횡단면을 가질 수 있다. 인접한 레일 부재는 후크형 스템이 내구성의 루프 재료에 체결될때 중심간의 간격이 약 0.50mm(0.02in) 이상, 바람직하게는 1.1 내지 2.8mm(0.045 내지 0.11in)로 분리되어야만 한다. 압출기의 다이 개구부는 레일 부재의 프로파일을 실질적으로 결정하며, 이 다이 개구부는 전자 방출 기계가공과 같은 임의의 적합한 방법으로 압출기내에 형성시킬 수 있다. 기저 시이트와 레일 부재를 제조하는 재료는 열가소성 수지와 같은 임의의 적합한 재료일 수 있다.

기저 시이트(212)는 물과 같은 냉매가 충전된 급냉 탱크(236)를 통해 통과시켜 로울러(234) 주위에 감은 다음, 절단 장치(238)를 사용하여 레일 부재의 길이를 따라 이격된 위치에서 횡방향으로 절단한다. 절단 장치(238)는, 예컨대 왕복 나이프 또는 회전 나이프, 열선, 조준된 분사수, 레이저 또는 다른 적합한 절단 수단일 수 있다. 도 6B는 절단 장치(238)가 작동된 후의 기저 시이트(212) 및 레일 부재(232)를 예시한다. 절단 장치는 레일 부재(232)의 길이에 대해 약 60도 내지 70도의 각을 이루고 배향되어 있는 왕복 날을 포함하는 것이 바람직한데, 이는 레일 부재(232)가 90도의 각도로 절단될 때보다 상기 각도로 절단될 때 측방향으로 편향하는 경향이 적어지기 때문이다. 레일 부재는 이 부재의 길이를 따라 약 0.1 내지 3.0mm(0.004 내지 0.118in)의 간격으로 절단하는 것이 바람직하다.

레일 부재의 절단부는 기저 시이트(212)로부터 돌출한 밀접하게 이격된 분리형 후크형 스템(216)을 형성한다. 후크형 스템을 분리하기 위해, 기저 시이트(212)를 2:1 이상의 신장비, 바람직하게는 약 4:1의 신장비로 종방향으로 신장시켜 인접한 후크형 스템간에 공간을 형성시킨다. 신장 공정은 인접한 후크형 스템을, 바람직하게는 0.50mm(0.02in) 이상, 보다 바람직하게는 적어도 1:1 내지 2.8mm(0.45 내지 0.11 in) 이상 분리시켜 내구성 루프 재료와 체결될 수 있도록 한다. 기저 시이트는 닙 로울러(233) 및 (235)의 제1 쌍과 닙 로울러(237) 및 (239)의 제2 쌍사이에서 신장되며, 이 두쌍의 닙 로울러들은 다른 표면 속도로 작동된다. 로울러(233)는 가열하여 신장시키기 전의 기저 시이트(212)를 가열시키며, 로울러(237)는 냉각하여 신장후의 기저 시이트(212)를 안정화시킨다.

전술한 공정의 변형으로서, 압출된 기저 시이트는 상단의 오버행잉(overhanging)부를 포함하지 않는 레일 부재를 함유한다. 레일 부재가 절단되고 기저 시이트가 신장되면, 개개의 스템을 그 다음 가열하여 도 5의 양태와 관련하여 기재한 바와 같이 각 스템의 상부에 헤드를 형성시킨다. 이러한 방식에서, 후크형 스템의 헤드는 레일 부재와 일체형으로 압출되기 보다는 후성형된다,

연마 시이트(200) 및 기저 시이트(212)는, 예컨대 시이트의 한면 또는 양면(240) 및 (240')에 접착제를 피복시켜 함께 접합시키므로써 본 발명의 연마 물품을 형성시킨다. 접착제로는, 예컨대 아크릴 압감 접착제, 고무계 PSA, 수계 래틱스, 용매계 접착제 및 2부분 수지(예, 에폭시류, 폴리에스테르류 또는 폴리우레탄류)를 포함할 수 있다. 기타 다른 접합 수단도 역시 기저 시이트(212)를 가열하여 기저 시이트와 연마 시이트(200)사이의 접착을 용이하게 하거나, 또는 연마시이트(200) 또는 기저 시이트(212)중의 한쪽이나 양쪽을 코로나 처리하여 상호 접합할 수 있도록 하는데 사용할 수 있지만, 이것에만 제한되는 것은 아니다. 기저 시이트 및 연마 시이트는 압력을 사용하여 함께 적층(예컨대, 닙 로울러에서)시켜 연마 물품을 형성시킬 수도 있다. 또는, 후크형 스템은 신장 공정 이후의 중합체 필름이나 종이와 같은 기재상에 직접 피복되고, 그 다음 이 기재를 전술한 바와 동일한 방식으로 연마 시이트 부재에 적층시킬 수 있다는 것은 자명한 것이다. 적층된 다음, 연마 시이트 재료는 도 5와 관련하여 전술한 바와 같은 변환기로 이송시켜 추가 가공 처리한다.

도 7에 예시된 장치 및 방법은 또한 본 발명의 방법과 함께 사용하기에 적합하다. 이 방법의 일반적인 조작은 다음과 같은 예외 사항을 제외하고는 상기 도 5 및 도 6을 참조로 하여 기술한 양태와 유사하다. 기저 시이트(312)는 미국 특허 제 5,058,247호(토마스 등)에 교시된 바와 같은 공정으로 제공한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 후크형 스템(316)은 변형된 그라비어 인쇄법을 사용하여 연마 시이트 부재(300)상에 직접 피복한다. 후크형 스템은 중합체 필름이나 종이와 같은 기재상에 피복시킬 수도 있으며, 이 피복공정 이전이나 이후에 기재는 전술한 바와 동일한 방식으로 연마 시이트 부재(300)에 적층된다. 전술한 방식과 같이, 후크형 스템은 후크형 수단의 존재 유무에 관계없이 연마 시이트 상에 직접 형성될 수 있으며, 후크형 수단이 없는 경우에는 후크형 수단을 후성형 공정으로 제공할 수 있다.

연마 시이트 부재(300)는 바람직하게는 로울(302)의 형태로 제공되며, 인쇄 로울(333)(주형으로서 작용함)과 대향 로울(335) 사이에 형성된 닙을 통해 통과한다. 인쇄 로울(333)은 공동(331)을 포함한다. 인쇄 로울(333)은 이 로울(333)의 공동내에 있는 유동성 재료의 고형화를 방지하기에 충분한 온도로 가열한다. 예컨대, 대부분의 고온 용융 열가소성 재료의 경우에는 150 내지 200℃(300 내지 390℉)사이의 인쇄 로울의 온도가 적합한 것으로 사료된다. 대향 로울(335)은 인쇄 로울(333)보다 더욱 탄성적이고 정합성이어서, 피복된 연마 부재(300)상에 유동성 재료가 침착될 때 그 유동성 재료의 충격을 완화시킨다. 로울(333) 및 (335)는 연마 시이트 부재(300)의 평면에 평행한 상호평행한 중심 축을 갖고 있다. 로울(333) 및 (335)는 각각의 중심 축에 대하여 회전하고, 일반적으로 닙 지점에서 크기 및 방향면에서 동등한 표면 속도를 나타낸다. 각 로울들의 속도는, 바람직하다면 상이할 수도 있다.

유동성 재료는 압출기(330)에 의해 인쇄 로울(333)에 피복되거나 압출되거나 또는 다른 적용방식으로 적용될 수 있다. 유동성 재료는 열가소성 재료인 것이 바람직하나, 다른 재료도 또한 포함할 수 있으며, 그 예는 도 5 및 도 6에 예시된 방법을 참조로 하여 전술한 바와 같다. 인쇄 로울(333)과 접촉되게 덕터(doctor)날(341)을 제공하여, 인쇄 로울(333)내의 모든 공동(331)을 균일하게 피복시키고, 공동 사이의 인쇄 로울상에 존재하는 유동성 재료의 양을 최소화시킨다. 로울(333) 및 (335) 상에 고온 용융 열가소성 재료와 같은 유동성 재료를 피복시키고, 도시된 바와 같이 로울들을 회전시키므로써 유동성 재료를 인쇄 로울(333)로부터 연마 시이트 부재(300)상에 침착시킬 수 있다. 인쇄 로울(333)의 공동(331)은 유동성 재료를 연마 시이트상에 침착시켜 목적하는 패턴으로 후크형 스템을 형성시킨다. 인쇄 로울(333)내의 공동의 형태는 스템을 형성할 수 있는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 예컨대, 공동은 공동 직경의 약 50% 내지 70%에 상응하는 깊이를 가진 원통형일 수 있다.

인쇄 로울(333)의 온도는 절대적이지는 않으나, 압출기(330)로부터 인쇄 로울로 그다음 백킹으로 유동성 재료를 전이시키는 동안 그 재료가 고형화되지 않을 정도로 인쇄 로울을 가열하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 인쇄 로울의 표면 온도는 유동성 재료의 온도와 근사한 것이 바람직하다. 연마 시이트(300)와 같은 백킹이 침착된 유동성 재료의 가열로 악영향을 받는다면, 냉각 로울이 반드시 필요하다. 냉각 로울은 대향 로울(335)내에 병입될 수 있다.

유동성 재료는 인쇄 로울(333)에 적용되기 전에 융점보다 약간 높게 유지되어야만 한다. 융점은 유동성 재료가 전적으로 액상인 온도이다. 유동성 재료가 너무 지나치게 고온으로 유지되면, 목적하는 형태의 후크형 수단을 생산하기에 충분한 점성을 보유하지 못할 것이다. 그 재료가 지나치게 저온이라면, 인쇄 로울(333)상의 공동내로, 또는 인쇄 로울로부터 연마 시이트(300)의 이면으로 적당하게 전이되지 못할 것이다.

인쇄 로울(333)과 연마 백킹이 닙의 하부선에서 분리되면, 유동성 재료는 일반적으로 인쇄 로울(333)과 연마 백킹(300)사이에 세선(細線) 유사 형으로 형성되며, 이 유동성 재료의 세선을 절단 장치(345)(예, 열선, 레이저 또는 나이프)를 사용하여 절단시킨다. 하나의 적합한 절단 장치는 직경이 약 0.51mm(0.02in)이고 343℃ 내지 416℃(650℉ 내지 781℉)사이의 온도로 가열된 니켈-크롬선을 함유한다.연마 시이트 부재(300)에 연결된 세선의 용융부는 적절한 조건하에서 기우는 경향이 있고, 이에 따라 도 3(a),(3b),(3c) 및 3(d)에 도시된 바와 같이 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 갖는 후크형 스템이 형성된다. 절단 장치(345)는 유동성 재료가 절단되기 전에 그 재료가 신장될 수 있도록 배치되어야만 한다. 절단 장치가 백킹으로부터 지나치게 멀면, 침착된 재료는 절단 장치 아래로 통과하여 절단장치에 의해 절단될 수 없을 것이며, 이로써 적절히 성형되지 못한 긴 후크형 수단을 형성시킬 것이다. 절단 장치가 백킹에 지나치게 가까우면, 스템은 후크부를 형성함이 없이 끝이 절단될 것이다.

기류(351)는 후크형 스템의 구조적 특징을 변화시키고, 후크형 스템의 방향을 하나 이상의 소정의 방향, 또는 불규칙적인 방향으로 배향시키는데 사용될 수 있다. 불규칙적인 배향은 연마 물품과 대향 표면사이의 분리력을 증가시키는데 필요로 될 것이다. 후크형 스템은 그 다음 다른 대상물과 접촉하기 전에 고형화되어야만 한다. 후크형 스템을 배향시킨 다음, 연마 시이트 재료는 도 5의 양태와 관련하여 전술한 바와 같이 변환기로 이송되어 추가 가공 처리될 수 있다.

상기 방법의 또 다른 양태에 있어서, 부가적인 접합성 접착제 재료가 백킹의 이면이나 주형의 외면, 또는 그 양면에 모두 적용될 수 있다. 접합성 접착제는 전술한 바와 같이 열가소성 또는 열경화성 재료일 수 있는데, 이는 후크형 스템을 연마 물품의 백킹에 접합시킨다.

또한, 스템 및 후크부를 제공하는 기타 다른 방법이 사용될 수 있으며, 일예로 미국 특허 제4,454,183호(울만) 및 제5,100,400호(모다이 등)에 기술된 방법을들 수 있다. 이 특허 문헌들은 각각 본 발명의 명세서중에 기술된 백킹이 본원에 기술될 방식으로 연마 시이트에 피복될 수 있는 제직 백킹중에 일정 헤드를 가진 스템을 개시하고 있다.

일체형 구조체의 연마 물품은 전술한 기법들 중 임의의 기법으로 제조할 수 있다. 일체형 구조체란 돌출하는 후크형 스템을 가진 기제 시이트가 또한 대향 표면상에 연마 수단을 갖는 연마 시이트인 연마 물품을 의미한다. 달리 표현하면, 단일 시이트 부재는 이의 한면으로부터 돌출하는 후크형 스템 및 이의 반대편 표면상에 있는 연마 수단을 갖고 있다. 시이트 부재는 연마 물품의 제조 및 목적하는 용도와 관련된 조건을 견딜수 있는 충분한 강도, 완전성 및 내열성이 있는 재료로 제조되어야만 한다. 이러한 구조체의 주된 구성은 후크형 스템의 반대편 표면상에 평면이 제공되는 것이다. 평면은 무기물 입자와 같은 연마 매질이 그 평면내에 매립되거나 평면에 접합될 수 있도록 하여 연마 물품을 제공한다.

또한, 본 발명은 기재와 후크형 스템을 동시에 성형하는 방법도 포함한다. 기재와 후크형 스템을 제조하는데 사용된 재료는 동일하거나 상이할 수 있으며, 한 양태에서는 기재를 제조하는데 사용된 재료가 후크형 스템을 제조하는데 사용된 재료보다 더 경질일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서는 연마 물품의 표면상에 인쇄 표시가 제공되어 후크형 스템이나 연마 재료의 한면이나 양면을 통해 그 인쇄 표시를 관찰할 수도 있다.

상기 구조체의 연마 시이트 부재는 섬유, 필라멘트, 예컨대 브러시드 나일론, 브러시드 폴리에스테르, 제직물 및 부직물, 편직물 및 스티치 접합포를 갖는 표면(예, 백업 패드)에 부착될 수 있다. 다른 예로서, 후크형 스템과 상용성인 세트나 포옴(특히, 개방형 셀 포옴)에 부착시키는 등의 용도들도 포함된다.

본 발명은 다음 실시예를 참조로 하여 상세히 설명할 것이며, 이는 단지 예시용으로 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

연마 물품은 도 5에 도시된 바와 같은 장치 및 방법을 사용하여 미국 특허 제5,077,870호(멜바이 등)의 교시에 따라 다음과 같이 제조하였다. 주형은 원통형의 둘레 표면을 갖는 강철 주형을 사용하였고, 이는 천공된 복수의 절두 피라미드형 공동을 함유하고 있다. 공동은 멜바이등에 의해 교시된 방식으로 첨단부 너비가 0.15mm(0.006in)인 비트를 사용하여 천공하므로써, 성형된 재료가 용이하게 박리될 수 있도록 하는 공동을 형성시킨다. 각각의 절두 피라미드형 공동은 주형 표면에 있어서의 기저 직경이 약 0.61mm(0.024in)이고, 주형 표면으로부터0.07 mm(0.00275in) 아래에 있는 점에서의 직경이 0.36mm(0.014in)로 점점 가늘어지고, 주형 표면으로부터 0.76mm(0.03in)아래인 공동의 최저부에 있어서의 직경은 0.23mm (0.009in)로 더욱 가늘어진다.

공동은 50mm ×60mm(1.97in ×2.36in)인 공동 배열 면적중에 1cm²당 약 50개의 공동 내지 약 90개의 공동을 갖는 범위의 밀도로 만들었다. 공동 배열 영역을직경이 25.4cm(10in)인 원통형 주형의 외측 원통형 표면상에 반복시켜, 주형 표면이 50mm ×60mm인 인접 공동 배열들로 실질적으로 덮히게 하였다.

공동에 약 45mm(1.77in) 수은의 진공력을 가해 공동내로 재료를 유입시켰다. 주형을 35℃(95℉)의 물로 내부적으로 냉각시켰다. 텍사스 휴스톤에 소재하는 쉘 오일 캠패니에서 시판품 WRS6-165로서 시판하는 유형의 불규칙 폴리프로필렌/폴리에틸렌 공중합체(4% 폴리에틸렌)는 그 공중합체를 약 235℃(455℉)의 온도로 가열하므로써 제조하였다. 그 공중합체를 주형 표면위와 공동내로 압출시켰다. 주형 표면상에 공중합체 수지 층을 형성시켜 기저 시이트를 제공하이었고, 이때 기저 시이트의 두께는 약 0.14 내지 0.18mm(0.0055 내지 0.007in) 범위이었다. 기저 시이트를 사용하여 주형의 원통형 둘레의 약 75%를 감쌌으며, 이때 선속도는 약 7.5미터/분(25 피트/분)이었다. 주형으로부터 고형화된 수지를 기저 시이트로부터 돌출하는 스템을 가진 웨브로서 박리시켰다.

스템을 가진 기저 시이트는 2개의 적층형 캘린더 로울의 닙을 통해 2회 통과시켰고, 이 때 선속도는 약 3.0미터/분(10피트/분)이었고, 상부 로울은 약 140℃(284℉)의 온도로 유지시켰다. 1차 통과는 0.71mm(0.028in)의 캘린더 로울러 사이의 갭을 통해 이루어졌고, 2차 통과는 0.55mm(0.022in)의 갭을 통해 이루어졌다. 이러한 방식으로 제조된 헤드를 지닌 후크형 스템은 기저 시이트위로 그 높이가 0.5mm이었고, 후크형 스템위로 돌출된 오버행잉 헤드는 0.15 내지 0.2mm(0.006 내지 0.008in)의 높이를 갖고 있었다. 이 후크형 스템은 일반적으로 도 2(b)에 예시된 양태와 유사하였다.

헤드를 지닌 후크형 스템의 웨브를, 그 다음 폴리아크릴레이트 압감 접착제(PSA)를 사용하여, 미네소타 세인트 폴에 소재하는 3엠에서 상표명 3M 255L Stikit^TMFilm 연마재(P-180)로서 시판되는 유형의 15.24cm(6.0in) 직경을 가진 연마 디스크의 이면에 적층시켰다. 스템의 웨브를 연마 디스크의 PSA 표면에 접촉시킨 뒤, 작은 고무 로울러를 사용하여 용이하게 접착시켰다. 그 다음 연마 물품을 약 60 뉴톤/cm²의 닙 압력을 제공하는 한쌍의 로울러를 통해 통과시켰다. 결과적으로 얻어지는 연마 디스크를, 노오스 캐롤라이나 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스, 인코오포레이티드에서 상표명 19037로서 시판하는 유형의 내구성 직물 루프 재료를 가진 백업 패드와 함께 사용하여 시험했으며, 그 수행력은 만족할 만한 것으로 밝혀졌다.

실시예 2

연마 물품은 도 6에 도시된 바와 같은 장치 및 방법을 사용하여 미국 특허 제4,894,060호(네스트가드)의 교시에 따라 다음과 같이 제조하였다, 그 다음 압출다이를 제공하고, 이는 기저 시이트와 이로부터 돌출된 복수의 레일을 지닌 레일 체결 부재를 형성하도록 개조된 다이 개구부를 함유하고 있다. 레일은 그 헤드부의 높이가 1.27mm(0.05in), 너비가 0.76mm(0.03in)인 것으로 측정되었고, 중심간의 간격이 약 2.0mm(0.08in)로 이격되어 있다. 레일 부재의 횡단면의 프로파일은 도 2(f)에 도시한 스템의 디자인과 일반적으로 유사하였다. 기저 시이트의 두께는 약 0.2mm (0.008in) 이었다.

텍사스 휴스톤에 소재하는 쉘 오일 컴패니에서 상표명 SRD6-321로서 시판하는 불규칙 폴리프로필렌 공중합체를 약 230℃(446℉)의 온도로 가열하고 뉴저지파라무스에 소재하는 하케 인코오포레이티드에서 시판하는 유형의 30mm(1.2in) 압출기를 사용하여 압출시켰다. 압출기는 1분당 약 50회전수의 스크류 속도로 작동시켜, 다이로부터 다이 개구부를 통해 배출되는 배출물의 속도가 약 3.0미터/분(10.0 피트/분)이 되게 하여 레일 파스너 부재를 형성시켰다. 이렇게 형성된 레일 파스너 부재는 실온의 물중에서 약 60초 동안 급냉시켜 레일 부재와 기저 시이트의 고형화를 촉진시켰다.

레일 부재는 고속 회전날을 사용하여 횡방향으로 절단하고, 로울상에 권취한 뒤, 약 149℃(300℉)의 온도로 가열한 다음, 약 2:1의 신장비로 신장시켜 도 2(f)에 예시된 형태의 복수의 독립된 후크형부재를 형성시켰다. 산출되는 헤드를 지닌 후크형 스템은 높이가 0.7mm(0.028in)이었고(기저 시이트에 상대적으로 측정됨), 동일한 레일에서 제조된 후크형 스템과 0.5mm(0.02in), 인접 레일에서 제조된 후크형 스템과 0.76mm(0.03in) 분리되어 있다. 각 후크형 스템의 상부에 있는 헤드의 너비는 0.76mm(0.03in)이었고, 기저 시이트는 두께가 0.08mm(0.003in)이었다.

상기 후크형 스템의 기저 시이트를 폴리아크릴레이트 압감 접착제(PSA)를 사용하여 미네소타 세인트 폴에 소재하는 3엠으로부터 상표명 3M 255L Stikit^TMFilm 연마재(P-180)로서 시판되는 유형인 15.24cm(6.0in) 직경의 연마 디스크의 이면에 적층시켰다. 기저 시이트를 연마 디스크의 PSA 표면에 접촉시킨 후, 작은 고무 로울러를 사용하여 연마 디스크에 스트립을 용이하게 접착시켰다. 그 다음 연마 물품을 약 60 뉴톤/cm²(80파운드/in²)의 닙 압력을 제공하는 한쌍의 로울러를 통해 통과시켰다.

결과적으로 얻어지는 연마 디스크를 노오스 캐롤라이나, 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스, 인코오포레이티드에서 상표명 19037로서 시판되는 유형의 내구성 직물 루프 재료를 가진 백업 패드와 함께 사용하여 시험하였다. 백업 패드로부터 연마 물품을 분리시키는데 필요한 힘은 연마 물품이 백업 패드로부터 제거될 때 연마 디스크와 후크형 스템이 심하게 손상을 입을 정도로 매우 컸다. 따라서, 다른 후크형 스템의 디자인이나, 또는 다른 재료가 박리 특성이 적합한 연마 물품을 산출할 수 있을 것으로 추정된다.

실시예 3

연마 물품은 도 7에 도시된 바와 같은 장치 및 방법을 사용하여, 일반적으로 미국 특허 제5,058,247호(토마스 등)의 교시에 따라 다음과 같이 제조하였다. 후크형 스템을 형성하는데 사용된 주형은 그라비어 로울이었다. 그라비어 로울의 표면에는 복수의 절두원추형 공동을 함유하고 있으며, 로울 둘레의 직경은 1.0mm(0.04in)이고 깊이는 약 0.5mm(0.20in)이었다. 격자 밀도는 약 50개의 공동/㎠(325 개의 공동/in²)이었다.

매사츄세츠 미들타운에 소재하는 보스틱 컴패니에서 상표명 7199로 시판하는 유형의 폴리에스테르 고온 용융 접착제를 약 220℃(428℉)의 용융온도에서 그라비어 로울위로 압출시켰다. 그라비어 로울은 피복 과정 동안 약 180℃(356℉)의 온도로 유지시켰다. 델라웨어, 윌밍톤에 소재하는 임페리얼 케미칼 인더스트리스 아메리카스, 인코오포레이티드가 상표명 Type S로서 시판하는 것과 유사한, 3엠에서 내부적으로 제조한 0.02mm(0.0009in) 두께의 폴리에스테르 웨브를 그라비어 로울 부근으로 이송하여, 그 그라비어 로울이 고온 용융 접착제를 폴리에스테르 웨브상에 프린트하도록 하였다. 인쇄 계면에 있어서의 그라비어 로울의 표면 속도는 약 3 내지 4미터/초(10 내지 14 피트/분)이었다.

그라비어 로울로부터 폴리에스테르 웨브를 분리하면, 용융된 폴리에스테르 접착제는 각각의 공동들과 웨브사이에 매달리게 되고, 이를 니켈, 철 및 크롬의 합금으로 제조된 열선을 사용하여 절단하였다. 열선의 위치는 목적하는 형의 후크형 스템이 형성되도록 배치한다. 열선의 정확한 위치는 작동 공정의 매개변수 및 주위 조건에 따라 달라진다. 일반적으로, 열선은 닙 지점에서부터 종방향으로 약 14 내지 22mm(0.56 내지 0.88in) 부근, 백킹 로울의 외측으로 방사상으로 약 4.8 내지 7.9mm(0.19 내지 0.31in) 및 인쇄 로울로부터 외측으로 방사상으로 약 1.5 내지 4.8mm(0.06 내지 0.19in)의 위치에 배치한다.

절단된 스템은 기울어져서 후크형 스템을 형성하고, 이 스템에 대해 기류가 횡-웨브 방향으로 흐르도록 배향시킨다. 이렇게 형성된 후크형 스템은 도 3(a)에 예시된 것과 유사하였다. 후크형 스템은 기저 시이트로부터의 높이가 약 0.6mm(0.024in)인 것으로 측정되었다.

후크 인쇄된 폴리에스테르 필름을 이어서 고온 용융 압감 접착제로 피복시키고, 너비가 약 19mm(0.75in)인 헤드를 지닌 스템 스트립을 형성하도록 길게 절단하였다. 이 헤드를 지닌 스템의 스트립을, 미네소타 세인트 폴에 소재하는 3엠에서 상표명 3M 255L Stikit^TMFilm 연마재(P-180)로 시판하는 유형인 15.24cm(6.0in) 직경의 연마 디스크의 이면에 적층시켰는데, 이 연마 디스크는 폴리아크릴레이트 압감 접착제층을 포함하고 있다. 후크형 스템은 지향성(즉, 동일한 일반적인 방향으로 배향됨)이기 때문에, 각 스트립의 후크형 스템은 각각 반대 방향성인 인접 스트립과 대면하고 있다. 즉, 각 스트립의 후크형 스템은 각각 인접한 스트립이 지닌 후크형 스템의 배향에 대해 약 180도의 각을 이루면서 배향되어 있다. 이러한 교호적인 배향은 디스크가 백업 패드에 대해 이동되거나 또는 전위되는 것을 감소시키거나 방지하였다.

후크형 스템의 기저 시이트를 연마 디스크의 PSA 표면에 접촉시킨 뒤, 작은 고무 로울러를 사용하여 연마 디스크에 스트립이 용이하게 접착되도록 한다. 그 다음 연마 물품을 약 60 뉴톤/㎠의 닙 압력을 제공하는 한쌍의 로울러를 통해 통과시켰다. 결과적으로 얻어지는 연마 디스크를 노오스 캐롤라이나 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스, 인코오포레이티드에서 상표명 19037로서 시판하는 유형의 내구성 직물 루프 재료를 지닌 백업 패드와 함께 사용하여 시험했으며, 그 수행력은 만족할 만한 것으로 나타났다.

실시예 4 내지 27

각 실시예와 관련하여 연마 디스크를 다음과 같이 제조하였다. 제조한 디스크는 다음과 같은 시험절차에 따라 시험하여 여러가지 디스크들의 수행력을 비교하였다. 이 실시예들은 단지 예시용이다.

시험 절차 :본 발명의 연마 디스크를 3가지 방식의 연마재 부착 시험으로 시험하였다. 이 시험은 각 연마 디스크를 실제 연마 공정을 모방하여 만든 특정 조건(하기 예시함)으로 처리하는 것이며, 그 다음 연마 디스크의 상태를 각 시험 방식의 결과로서 평가하였다. 시험 절차는 다음과 같다.

단계 1)일리노이 록포드에 소재하는 내셔널-디트로이트 인코오포레이티드에서 상표명 DAQ로서 시판하는 유형의 이중 작용성 에어 샌더의 백업 패드에 연마 디스크를 작업자 손으로 2회 강하게 두드려 부착시켰다. 그 다음 연마 디스크를 백업 패드로부터 분리시키고, 다시 작업자가 손으로 2회 강하게 두드려 백업 패드상에 재배치시켰다 이러한 배치, 분리 및 재배치 단계는 연마 디스크의 반복적인 사용을 모의실험하고, 잘못배치된 디스크의 재배치에 대한 모의실험을 하기 위한 것이다.

단계 2)압축식의 이중 작용성 샌더로 연마 디스크를 회전시켰고, 이때 금형의 동력학적인 기압(백업 패드를 자유롭게 회전시키는 기압)은 약 42뉴톤/cm²(60 파운드/in²)이었다. 회전 연마 디스크의 연마면을 평평한 14게이지 강철 패널에 그 패널과 연마 디스크 평면사이에 약 5도의 각을 이루면서 접촉시켰다. 이것을 방식 1이라고 지칭하였고, 약 15초동안 약 110N(25lbs)의 힘으로 샌딩을 지속하였다. 샌딩 작동은 총 7.5초(1 스위프당 약 1초)동안 면과 면사이에 이루어졌고, 조작자쪽으로의 이동 및 조작자로부터 이격되는 이동이 총 7.5초동안(1 스위프당 약 1초)이루어졌다.

단계 3)단계 2)에 이어, 연마 디스크의 연마 면을 조사하여 그 디스크가 오그라졌거나, 주름졌는지에 대해 판정하고, 다음과 같은 기준을 기초로 하여 연마 디스크의 상태에 대해 다음과 같은 등급을 매겼다.

등급 5: 현저한 오그라짐(백업 패드로부터 디스크의 분리)이나 주름짐

(디스크내 주름)이 전혀 없이 우수함. 시험동안 연마 디스크는 백업 패드

에 확실하게 부착된 상태를 유지하였다.

등급 4: 백업 패드로부터 디스크의 중심이나 가장자리가 눈에 띄게 분리

되면서, 연마 디스크가 약간 주름짐.

등급 3: 주목할 만한 오그라짐(백업 패드로부터 디스크가 25% 이하로

분리됨)이나 주름짐(길이가 디스크 직경의 25% 이하인 1개 또는 2개의

주름).

등급 2: 연마 디스크의 심각한 오그라짐과 주름짐; 백업 패드와 접촉되

어 있는 디스크가 50% 이하임.

등급 1: 허용되지 않는 수준: 시험동안 백업 패드로부터 연마 디스크가

분리됨.

단계 4)연마 디스크를 이중 작용성 에어 샌더의 백업 패드로부터 분리시킨 다음, 단계 1)을 반복하였다.

단계 5)반계 2)를 반복하나, 패널과 연마 디스크 평면간의 각도는 10도로 조정하였다.

단계 6)단계 3)을 반복한다.

단계 7) 단계 4)를 반복한다.

단계 8)단계 2)를 반복하나, 패널과 연마 디스크 평면간의 각도는 45도로 조정하였다.

단계 9)단계 3)을 반복한다.

3가지 방식중 어느 한 방식동안 측정된 1 또는 2의 모든 등급은 부착 시스템이 실제 연마 용도를 모의실험한 시험 조건에 적절하게 견딜 수 없기 때문에 일반적인 용도에는 그 연마 물품을 사용할 수 없다는 것을 의미한다. 3가지 방식중 어느 한 방식동안 측정된 3 또는 4의 등급은 연마 물품을 일부 용도에는 사용할 수 있으나, 연마 물품의 주름이 허용되지 않는 용도에는 사용할 수 없음을 나타낸다. 따라서, 사용 가능한 연마 물품은 일반적으로 3가지 시험 방식중 2가지 이상의 시험에서 5의 등급으로 판정되어야만 한다.

실시예 4 내지 27은 각각 상기 3가지 방식의 시험으로 처리한 특정 유형의 연마 물품에 관한 것이다. 각각 예시된 연마 물품은 공통적으로 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 연마 디스크는 미네소타 세인트 폴에 소재하는 3엠사에서 상표명 3M 255L Grade P180 Stikit^TMGold Film으로 시판되는 유형을 사용하였다. 연마 디스크는 이의 이면상에 폴리아크릴레이트 압감 접착제층을 갖고 있고, 여기에 후크형 스템을 갖는 백킹층을 부착하였다. 후크형 스템은 도 2(b)에 일반적으로 도시한 "못 모양의 헤드" 디자인이었고, 후크형 스템의 크기는 도 8 및 도 8(a)에 표로 제시하였다.

후크형 스템을 지닌 연마 시이트 부재는 전술한 시험 절차에 기술된 방식으로 루프 재료가 부착되어 있는 백업 패드에 접착시켰다. 본 실시예 각각에 사용된 루프 재료의 유형은 도 8 및 도 8(a)에 예시하였다. 도 8 및 도 8(a)에 나타낸 약어 "GM"은 루프 재료가 노오쓰 캐롤라이나 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스에서 상표명 19073으로 시판하는 유형의 편직 나일론 섬유(나일론 6: 200 데니어/10 필라멘트)임을 나타낸다. 약어 "GNN"은 루프 재료가 노오쓰 캐롤라이나 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스에서 상표명 18904로 시판하는 유형의 기모 나일론 섬유(40 데니어/12 필라멘트)임을 나타낸다. 약어 "KA"는 루프 재료가 일본 오사카에 소재하는 가네보 벨터치 리미티드에서 상표명 2A3으로 시판하는 유형의 편직 나일론 섬유(210데니어; 12 필라멘트)임을 나타낸다 약어 "KK"는 루프 재료가 일본 오사카에 소재하는 가네보 벨터치 리미티드에서 상표명 2K3으로 시판하는 유형의 편직 나일론 섬유(210데니어: 12 필라멘트)임을 나타낸다. 약어 "W" 는 루프 재료가 영국 랑케스터에 소재하는 우데브즈 리미티드에서 상표명 1909로 시판하는 유형의 나일론 섬유(48데니어: 12 필라멘트)임을 나타낸다.

실시예 4 내지 27은 도 8 및 도 8(a)에 예시한 바와 같이, 헤드 직경, 스템 직경, 헤드 오버행, 후크형밀도, 후크형 스템 높이 및 루프 재료와 같은 특성들이 다른 연마 물품을 비교한 것이다. 총 성능은 각 시험 방식동안 평가된 등급들을 기초로 하여 평가하였고, 그 평가 결과를 도 8 및 도 8(a)의 가장 우측 컬럼에 제공하였다. 이 실시예들은 본 발명의 연마 물품 및 방법의 특정 양태들이 평균 또는평균 이상의 성능을 나타내며, 샌딩 용도로 사용하기에 적합할 것임을 입증한 것이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 백업 패드(410)는 일반적으로 지지 부재(412) 및 체결 표면(420)을 함유한다. 지지 부재(412)는 주표면(414) 및 바람직하게는 부표면(416)을 포함한다. 주표면(414)은 평면으로 도시되어 있으나, 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 백업 패드의 주표면은, 예컨대 연마 물품의 면적당 가공품 표면에 적용되는 힘을 증가시키는 융기부를 함유할 수 있고, 이로써 재료의 분리율을 증가시킬 수 있다. 백업 패드의 형태는 일반적으로 백업 패드에 의해 운반되는 연마 물품의 형태와 동일하지만, 이러한 대칭이 필수적인 것은 아니다. 일반적인 일부 백업 패드의 형태로는 사각형, 삼각형, 직사각형, 난형, 원형, 오각형, 육각형, 팔각형등을 포함한다.

원형 백업 패드의 직경은 약 1.25 내지 125cm(0.5 내지 50in), 통상적으로 약 2.5 내지 75cm(1 내지 30in)의 범위일 수 있다. 비원형 백업 패드의 길이 및/또는 너비는 일반적으로 동일한 크기이며, 약 1.25 내지 125cm(0.5 내지 50in), 통상적으로 약 2.5내지 75cm(1 내지 30in)의 범위일 수 있다.

백업 패드는 또한 연마 물품보다 약간 작은 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 연마 물품은 백업 패드위에 약간의 오버행부를 가질 수 있는데, 일반적으로 0.25cm(0.1in) 이하, 바람직하게는 0.13cm(0.05in) 이하이다. 백업 패드 지지 부재의 두께는 일반적으로 0.6 내지 12.5cm(0.25 내지 5.0in) 범위이지만, 이보다 크거나 작은 두께가 사용될 수도 있다. 백업 패드의 두께는 또한 백업 패드의 여러 부위에 따라 달라질 수 있다.

지지 부재는 목적하는 연마 용도에 사용할 수 있도록 디자인될 수 있다. 예컨대, 목재 및 일부 금속 샌딩의 경우, 백업 패드의 지지 부재는 일반적으로 개방형 및 충전형 셀 중합체 폼(예, 연성의 충전형 셀 네오프렌 폼, 개방형 셀 폴리에스테르 폼, 폴리우레탄 폼, 망상 또는 비망상의 커플링 이음자 폼), 고무, 다공성 열가소성 중합체 등과 같은 압축성 탄성 재료로 제조한다. 일부 용도에는 지지부를 보다 경질의 재료로 제조하여, 예컨대 상당량의 원료를 제거하거나 또는 비교적 고압하에서 연마하기 위해 국소 부위에 연마력이 용이하게 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 적합한 경질 재료의 예로는 강철(스테인레스 강철 및 연강 포함), 경질 고무, 가황 고무, 가교된 페놀계 수지와 같은 열경화성 중합체, 세라믹, 적층 또는 압축된 섬유등을 포함한다.

지지체 부재는 또한 백업 패드에 체결 표면(420)을 고정시키고 지지 부재를 보호하는 앞면(418)을 선택적으로 함유할 수 있다. 앞면은 또한 직물, 부직 기재, 가공 직물, 가공된 부직 기재, 중합체 필름등의 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 앞면 재료로는 나일론 피복된 직물, 비닐 피복된 부직물, 비닐 피복된 제직물 및 가공된 제직물을 포함한다.

백업 패드를 이동용 기계상에 장착시키고자 하는 경우, 백업 패드는 일반적으로 부표면(414)상에 일부 유형의 기계적 부착 수단을 가질 것이다. 예컨대, 불규칙적인 오비탈 용도인 경우, 지지 부재는 부표면에 접하여 이로부터 직교적으로 돌출된 세선형 샤프트(422)를 함유할 수 있다. 세선형 샤프트는 기계의 배출 샤프트와 체결되어 백업 패드를 기계에 고착시킬 수 있다. 다른 부착 수단이 또한 사용될 수도 있으며, 그 예로는 비세선형 샤프트, 나사형 너트, 세선형 세척기, 접착제 및 자석류를 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다.

백업 패드를 수작업으로 사용하고자 하는 경우, 지지 부재는 장치의 조작을 용이하게 하는 핸들을 함유할 수 있다. 핸들은 일반적으로 전술한 부착 수단 대신에 제공될 수 있으나, 또는 부착 수단에 장착될 수도 있다. 다른 적합한 핸들의 형태도 필요에 따라 제공될 수 있다.

또한, 백킹 판(424)이 제공될 수 있으며, 도 9에 도시된 바와 같이 부표면상에 중층되어 백업 패드에 부가된 경도를 제공할 수 있다. 대안적으로, 백킹판은 지지부에 병입되어 부가적인 경도를 제공할 수 있다. 도 9에 예시된 양태에 있어서, 세선형 샤프트 부착 수단은 백킹판에 접하게 배치되어 있고, 다른 변형도 가능하다.

백업 패드는 또한 하나 이상의 구멍, 천공, 또는 통로를 포함하여, 먼지, 찌꺼기, 또는 연마 유체(예, 물 또는 오일)를 연마 표면으로부터 제거할 수 있다. 통로(426)은 도 9에 도시된 바와 같이, 연마 표면으로부터 발생된 먼지와 찌꺼기를 모두 제거하는 진공원에 연결되어 있는 것이 통상적이다. 연마 물품도 또한 본 발명의 백업 패드내에 존재하는 통로와 부합하는 크기와 패턴의 구멍(428)을 함유하는 것이 일반적이다. 이러한 구멍 및 통로는 당업계에 공지되어 있으며, 그 예로는 미국 특허 제4,184,291호 및 제4,287,685호를 들 수 있다. 통로는 또한 물이나 다른 윤활제 또는 연마 보조제를 제공하거나 제거하기 위해 제공될 수도 있다.

본 발명의 백업 패드는 또한 주표면(414)에 접하는 체결 표면(420)을 갖고 있다. 체결 표면(420)은 이후 기재되는 연마 물품(444)의 박리가능한 부착을 용이하게 한다. 체결 표면(420)은 주표면(414)에 직접 접해 있거나 또는 일체형일 수도 있거나, 또는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 주표면(414)에 접합된 다른 중간층이나 앞면(418)에 접합될 수 있다. 체결 수단(420)은 다양한 여러 형태중 어느 한 형태를 가질 수 있으나, 각 양태는 체결 표면이 복수의 후크형 스템에 박리가능하게 체결되기 위해 개조되어 있다는 공통적인 특징을 갖고 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 후크형 스템은 1) 스템이 부착되어 있는 표면으로부터 이격되어 있는 자유 말단 및 2) 후크형 스템이 체결 표면의 어느 한 부분에 박리가능하게 채워질 수 있는 구조체를 갖는 스템을 의미한다. 후크형 스템을 체결 표면에 박리가능하게 채워지도록 하는 특정한 2가지 구조체는 각 스템에 접해 있는 헤드이거나, 또는 약 90도 이하의 원말단 사잇각을 갖는 스템이다. 모든 후크형 스템이 체결 표면에 체결되어야만 하는 것은 아니나, 충분한 수의 후크형 스템이 체결되어 연마 물품이 백업 패드에 용이하게 부착되고 분리될 수 있도록 하면서, 연마 물품의 사용중에 백업 패드에 대해 상대적으로 현저하게 이동하기 못하도록 해야만 한다는 것을 주지해야만 한다. 연마 물품에 대해서는 이후에 보다 상세히 설명할 것이다.

복수의 후크형 스템과 박리가능하게 체결되도록 개조된 체결 표면의 일 양태는 도 10에 도시되어 있다. 이 도면에서, 체결 표면은 여기에 고착된 루프형 직물(440)을 포함한다. 루프형 직물(440)은 편직 루프, 경편성 루프형 직물, 스티치 루프형 직물, 또는 제직 루프형 직물일 수 있으며, 이 직물은 연마 물품(444)이면의 후크형 스템(446)에 박리가능하게 체결되어 연마 물품이 백업 패드에 부착되도록 하는 루프(442)를 포함한다. 루프형 직물의 재료는 각 말단이 그 루프형 직물 재료에 고정된 필라멘트(개별형 또는 군집형(예,얀))를 함유하는 복수의 루프(442)를 포함한다. 후크형 스템은 루프 개구부에 채워져 연마 물품을 백업 패드에 부착시킨다.

루프형 직물은 내구성이고, 우수한 보유력을 나타내며, 보풀이 일거나 탈피되지 않으며, 연마 물품을 단순히 부착 및 분리시키는 것이 바람직하다. 내구성은 중요한 매개변수이며, 이는 백업 패드가 이의 저장 수명동안 수백개 또는 수천개의 연마 물품에 부착되고 분리될 수 있기 때문이다. 연마 물품은 일회 또는 수회 사용한 후 폐기하는 것을 의미하는 일회용이기 때문에, 백업 패드의 내구성은 연마 물품의 내구성보다 더욱 중요하다. 따라서, 백업 패드, 특히 체결 표면은 연마 물품과 100회 이상 체결된 후에도 충분하게 내구적인 것이 바람직하다.

백업 패드, 특히 체결 표면은 연마 물품이 소량의 힘으로도 제거될 수 있도록 해야 하나, 사용중에 연마 물품에 대해 상대적으로 이동되어서는 안된다. 예컨대, 일부 용도에서, 90도 박리력은 약 0.36킬로그람/선형 센티미터(약 2파운드/선형 인치)이하, 바람직하게는 약 50그람/선형 센티미터(0.3파운드/선형 인치)인 것이 적합하다. 전단력(백업 패드의 주표면 평면에서 디스크상에 발휘된 힘)은 710 내지 1430그람/선형 센티미터(약 4 내지 8 파운드/선형 인치) 범위인 것이 사용중에 백업 패드에 상대적으로 연마 물품이 이동하지 못하도록 하는데 적합한 것으로 사료된다.

이 양태에 있어서, 루프의 높이(즉, 루프형 직물의 기저로부터 루프의 상부까지의 대략적인 평균 거리)는 약 0.025cm(0.010in) 내지 0.625cm(0.25in), 바람직하게는 0.063cm(0.025in) 내지 0.45cm(0.175in), 보다 바람직하게는 0.125cm(0.05in) 내지 0.325cm(0.15in)사이의 범위이다. 루프 높이가 너무 높다면, 연마 물품이 사용중에 이동할 수 있고, 이것은 연마 성능을 감소시키므로 바람직하지 않다. 루프 높이가 너무 작다면, 후크형 스템과 루프형 직물을 충분히 접착시키지 못할 것이다. 일반적으로, 루프형 직물의 높이는 후크형 스템의 높이와 동일한 정도이어야만 한다. 또한, 루프 크기는 제공된 후크형 스템의 형태와 유형에 따라 달라질 수 있다.

루프 밀도는 또한 적합한 수행 특성을 제공하도록 선택할 수 있다. 예컨대, 루프의 밀도는 후크의 밀도와 동일하거나 상이할 수 있다. 루프 밀도는 보통 30 내지 4000루프/cm²(약 200 내지 25,000 루프/in²), 바람직하게는 100 내지 3000루프/cm².(약 650 내지 19,000 루프/in²), 보다 바람직하게는 50 내지 150 루프/cm²(약 325 내지 970 루프/in²) 범위이다. 루프 밀도가 너무 높다면, 루프형 직물의 비용이 일반적으로 증가하고, 연마 물품을 백업 패드로부터 그 양 부재를 손상시킴이 없이 제거하기가 어려울 것이다. 루프 밀도가 너무 낮다면, 박리 강도 및 전단 강도가 불충분할 것이고, 이는 불충분한 부착력으로 인해 성능을 감소시킬 수 있다.

루프형 직물 재료는 필라멘트로 이루어진 복수의 루프를 함유한다. 필라멘트는 개별형의 필라멘트일 수 있거나, 보다 바람직하게는 비꼬인 필라멘트 군으로 이루어진 얀일 수 있으며, 그 얀의 데니어는 바람직하게는 약 15 내지 600 데니어, 보다 바람직하게는 100 내지 300 데니어 범위인 것이 좋다. 데니어는 얀 450미터 당 50밀리그람의 표준량을 기준으로 하는 섬도 단위이다. 연마 물품이 백업 패드로부터 제거될 때 하나 이상의 필라멘트 또는 얀이 끈어질 수 있기 때문에, 장기간동안 지속적인 백업 패드를 제공할 수 있도록 하나의 얀중에 충분한 수의 필라멘트가 제공되는 것이 바람직하다. 하나의 얀중에 바람직하게는 2개 내지 25개, 보다 바람직하게는 7개 내지 15개의 필라멘트가 제공되는 것이 좋다. 각 필라멘트의 데니어는 보통 약 2 내지 100 데니어 사이이고, 보다 바람직하게는 10 내지 30 데니어사이이다. 또한, 동일한 루프형 직물중에 여러종의 얀 및 필라멘트 데니어들이 조합된 조합체로 구성될 수도 있다. 연마 물품이 헤드를 지닌 후크형 스템을 함유하는 경우에, 필라멘트 또는 얀의 직경은 스템위의 오버행 헤드 길이의 대략 1/2인 것이 바람직하다는 것을 주지해야만 한다.

필라멘트를 제조하는 재료는 필요에 따라 선택될 수 있는데, 그 예로는 폴리아미드류(예, 나일론), 폴리올레핀류, 폴리우레탄류, 아르아미드류, 폴리에스테르, 셀룰로스계 재료등의 열가소성 및 열경화성 재료와 같은 유기 재료, 또는 금속(알루미늄이나 강철) 또는 세라믹(유리 및 섬유유리 포함)과 같은 무기 재료를 포함한다. 필라멘트는 또한 여러 재료의 배합물일 수 있다. 필라멘트는 선형, 커브형 또는 꼬임형일 수 있으며, 대전방지 피복물이나 실리콘과 같은 일부 유형의 표면 처리를 포함할 수 있다.

개개 필라멘트의 파괴 강도, 또는 점착성은 10 그람(0.35온스) 이상, 바람직하게는 60그람(2.1온스) 이상이어야만 한다. 연마 물품이 백업 패드로부터 제거될 때, 이의 필라멘트 또는 단편은 루프형 직물로부터 파괴되거나 빠지지 않는 것이 바람직하다. 이 필라멘트의 자투리는 연마되는 가공품을 오염시킬 수 있는 바람직하지 않은 "보풀"이나, 다른 오염에 민감한 표면(예컨대, 새롭게 인쇄된 표면)을 산출시킬 것이다. 따라서, 루프 재료는 보풀 형성을 최소화할 정도로 충분히 강해야만 한다. 또한, 필라멘트는 후크형 스템을 효과적으로 유지하고, 후크형 스템이 미리(예컨대, 연마중에) 이탈되지 않을 정도로 충분히 강해야만 한다. 루프형 직물은 공지의 편직 공정, 예컨대 통상적인 편성, 경편성 및 스티치 루프등으로 제조할 수 있다.

편성 루프형 직물(길포드 19073, 노오쓰 캐롤라이나, 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스 컴패니에서 시판)이 제직 루프형 직물보다 여러가지 면에서 바람직하다. 편성 루프형 직물은 일반적으로 최종 마무리된 폭이 약 10cm(4 in)이상으로 유용하고, 보다 빠른 생산 라인의 속도 및 이에 따른 보다 낮은 단가로 제조될 수 있다. 루프형 직물은 이를 제조하는데 사용된 제조 방법으로 인해, 체결용으로 제공되는 돌출 루프를 항상 갖는 것은 아니므로, 루프를 배향시키는데 별도의 제조 단계가 사용되어야만 한다. 편성 루프형 직물은 또한 제직 루프형 직물보다 더 균일하고 루프 높이가 더 낮은 경향이 있다. 보다 낮고 보다 균일한 루프는 부착된 연마 물품의 이동 경향을 감소시키기 때문에 바람직하다. 또한, 보다 높은 루프 밀도도 일반적으로 제직물보다는 편직물로 수득할 수 있다. 루프는 균일하거나 일정한배열로, 또는 사인형이나 불규칙형과 같은 소정의 패턴으로 편직될 수 있다.

루프형 직물은 지지 부재의 앞면에, 일반적으로 접착제에 의해 고정된다. 예컨대, 적층 접착제는 루프형 직물을 지지 부재에 고정시키는데 사용될 수 있다. 적합한 적층 접착제의 예로는 폴리올레핀류, 폴리에스테르류, 폴리우레탄류, 폴리아미드류, 페놀계 접착제, 우레아-포름알데히드 접착제, 에폭시 접착제, 아크릴레이트 접착제등을 포함한다. 대안적으로, 루프는 예컨대, 지지 부재에 용융 접합될 수 있는 열가소성 루프의 경우와 같이 지지 부재에 직접 접합될 수 있다. 또 다른 양태에 있어서, 지지 부재는 루프형 직물 주위에 형성되어 접합될 수 있다. 예컨대, 폴리우레탄 재료는 루프형 직물의 이면에 직접 발포되어, 루프형 직물에 부착될 수 있다.

본 발명의 백업 패드의 또 다른 양태에서는, 체결 표면이 도 11에 도시된 바와 같은 변환 패드(460)에 의해 제공된다. 변환 패드(460)는 각각 루프형 직물을 함유하는 2개의 대향면(462) 및 (464)를 함유하여, 후크형 스템(466)을 갖는 백업패드에 적용될 수 있으며, 대향 표면상에 후크형 스템(466')을 갖는 연마 물품을 수용할 수 있다. 바람직하게는 변환 패드의 양면은 전술한 바와 같은 루프 재료를 포함해야 하치만, 백업 패드와 연마 물품의 후크형 스템에 최상으로 체결될 수 있도록 고안된 상이한 루프 재료가 표면에 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 모든 후크형 스템들이 연마 물품을 백업 패드에 고정시키기 위한 루프 재료에 체결되어야만 하는 것은 아니다.

본 발명의 백업 패드는 다음과 같은 일반적인 디자인의 연마 물품과 함께 사용되는 것이 바람직하다. 본원에서 원형이나 평면형으로 예시한 바 있는 연마 물품은 임의의 바람직한 형태를 가질 수 있으며, 그 예로는 원형, 난형, 다각형(예, 직사각형, 정사각형 또는 별형), 또는 다중 로브형(예, 데이지)을 포함하며, 이것에 제한되는 것은 아니다. 연마 물품(444)은 본원에 보다 상세히 설명된 연마 표면(448) 및 후크형 스템(446)을 갖는 기재를 포함한다. 연마 표면(448)은 통상적인 피복 연마재, 일정구조의 연마재, 부직 연마재, 또는 임의의 다른 적합한 연마 수단을 함유할 수 있다. 후크형 스템(446)은 본원에 기술된 임의의 후크형 스템을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 백업 패드는 다음 실시예 및 사용된 시험 절차와 함께 하기에 보다 상세히 설명된다.

실시예 28-29

백업패드 시험절차

가속수명시험(accelerated life test)을 이용하여 백업패드의 면에 사용하기 위한 각종 루프형 직물 샘플을 선별하였다. 이 시험은 백업패드와 연마제품간의 연마제품 부착시스템에 대해 가속수명시험을 수행하도록 고안된 모의 연마 조건으로 경험적으로 제조된 백업패드(부착면상에 루프형 직물을 구비함)를 처리하였다. 시험은 백업패드상의 루프형 직물이 연마공정중에 연마재를 제 위치에 고정시킬 수 없을 때까지 수행하였다.

후술하는 각 실시예에서, 루프형 직물을 폴리아크릴레이트 압감접착제를 사용하여 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니(미국, 미네소타, 세인트 폴 소재)로부터 상품표시 Stikit^TM, 부품번호 5527 로 구입할 수 있는 백업패드에 부착시켰다. 이 방법에 의하면, 루프형 직물에 직접 접합된 폴리우레탄 지지부를 구비한 백업패드가 제공된다.

시험절차는 다음과 같다.

단계 1)상품명 DAQ하에 내셔날 디트로이트 인코포레이티드(National Detroit Inc.:미국, 일리노이, 록포드 소재)로부터 구입할 수 있는 유형의 이중작용 에어샌더를 프로그램식 로보트의 아암에 부착하였다. 이어서 백업패드를 DAQ 에어샌더에 부착하였다.

단계 2)후크형 스템을 구비한 연마디스크를 작업자 손으로 2회 강하게 두드려 백업패드의 루프형 직물면상에 부착하였다. 모든 시험은 후크형 스템 백킹층이 적층되어 있는 연마디스크를 비롯한 동일한 유형의 연마 물품을 사용하여 수행하였다.

연마디스크는 상품표시 3M 255L 등급 80 Stikit^TM표 골드필름 연마디스크로서 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니(미국, 미네소타, 세인트 폴 소재)로부터 구입할 수 있는 유형의 것이었다. 연마디스크는 그 배면에 폴리아크릴레이트 압감접착제층을 포함하며, 여기에 복수개의 후크형 스템을 가진 백킹층이 접착되어 있다. 후크형 스템은 버섯모양의 헤드디자인을 가지며, 47 후크형 스템/㎠(300/in²)의 밀도, 0.43mm(0.017in)의 스템직경, 0.53mm(0.021in)의 높이를 갖고, 헤드는 0.033 내지 0.41mm(0.013 내지 0.016in)만큼 스템위에 돌출되어 있다.

단계 3)금형에 있어서의 동적기압(백업패드를 자유롬게 회전시키는 기압)이 약 42 N/㎠(60 lb/in²)가 되게 하여 공기식 DAQ 에어샌더를 작동시켜서 연마디스크를 회전시켰다. 로보트 아암을 회전 연마디스크의 연마재련과 접촉하도록 약 110 뉴튼(25 lb)의 강하력을 이용하여 패널과 연마디스크의 평면사이의 약 30° 각도에 있는 편평한 14게이지 강철패널로 보냈다. 샌딩작용은 면-면에 대해 30초간 그리고 로보트 아암을 향하는 방향과 멀어지는 방향으로 30초간 수행하고, 이 때 1 스위프 시간은 약 1초로 하였다. 이렇게 해서 총 샌딩시간은 1분이었다.

단계 4)연마디스크를 백업패드로부터 분리해 낸 다음, 작업자 손으로 2회 강하게 두드려 백업패드에 재부착시켰다. 연마디스크는 매 3회의 샌딩주기후에 새로운 연마디스크로 교체하였다.

단계 5)루프형 직물과 후크형 스템간의 부착시스템이 파괴될 때까지 단계3)과 단계4)를 반복하였다. 파괴는 시험중에 50%이하의 연마디스크가 백업패드와 접촉상태로 있거나, 디스크가 완전히 떨어지게 된 것으로 정의한다.

하기에 예시된 백업패드 각각에 대해 전술한 가속수명시험을 수행하였다. 다른 실시예들은 후술하며, 상대수명(파괴가 일어난 주기수로 표시)은 표 1에 기록한다.

비교예 A

비교예 A용으로서 백업패드에 부착한 루프재료는 미국특허 제 4,609,581호(Ott)의 기술내용에 따라 제조된 것을 사용하였다. 이 재료는 150데니어의 폴리에스테르 얀으로 구성되고, 34필라멘트/얀을 가지며, 약 30루프/㎠의 패턴으로 스티치되어 있었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 30 g(1.05 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 77.36 g/㎡(2.31 oz/yd²)이었다.

비교예 B

비교예 B용으로서 백업패드에 부착한 루프재료는 상품표시 18904로서 길포드 밀스(Guilford Mills; 미국, 노오스 캐롤라이나, 그린스보로 소재)로부터 구입할 수 있는 보풀형 나일론섬유 재료를 사용하였다. 이 재료는 40데니어의 나일론얀으로 구성되고, 12필라멘트/얀을 가지며, 약 2900루프/㎠의 패턴으로 스티치되어 있었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 12 g(0.42 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 97.5 g/㎡(2.92 os/yd²)이었다.

비교예 C

비교예 C용으로서 백업패드에 부착한 루프재료는 상품표시 APLIX 200로서 알픽스 인코포레이티드(APLIX Inc: 미국, 노오스 캐롤라이나, 캐를롯 소재)로부터 구입할 수 있는 편물형 나일론섬유 재료를 사용하였다. 이 재료는 일정패턴으로 스티치된 나일론얀으로 구성되었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 25 g(0.875 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 334 g/㎡(10 oz/yd²)이었다.

비교예 D

비교예 D용으로서 백업패드에 부착한 루프재료는 상품표시 3610로서 벨크로 유에스에이 인코포레이티드(Velcro USA Inc: 미국, 뉴 햄프셔, 맨체스터 소재)로부터 구입할 수 있는 편물형 나일론섬유 재료를 사용하였다. 이 재료는 일정패턴으로 스티치된 140데니어의 나일론얀으로 구성되었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 20 g(0 7 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 300 g/㎡(9 oz/yd²)이었다.

실시예 28

실시예 28에서 사용된 백업패드에 부착한 루프재료는 상품표시 19073로서 길포드 밀스(Guilford Mills: 미국, 노오스 캐롤라이나, 그린스보로 소재)로부터 구입할 수 있는 편물형 나일론 6 섬유 재료이다. 이 재료는 200데니어의 나일론얀으로 구성되고, 10필라멘트/얀을 가지며, 약 900루프/㎠의 패턴으로 스티치되어 있었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 80 g(2.8 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 334.9 g/㎡(9.9 oz/yd²)이었다.

실시예 29

실시예 29에서 사용된 백업패드에 부착한 루프재료는 상품표시 2A3으로서 가네보 벨터치 리히티드(Kanebo Belltouch Ltd.; 일본, 오사카 소재)로부터 구입할 수 있는 편물형 나일론섬유 재료이다. 이 재료는 210데니어의 나일론 얀으로 구성되고, 12필라멘트/얀을 가지며, 약 1765루프/㎠의 패턴으로 스티치되어 있었다. 각 필라멘트의 강도 또는 점착성은 약 75 g(2.625 oz)이었다. 재료의 기본중량은 약 461.2 g/㎡(13.7 oz/yd²)이었다.

즉, 실시예 28 및 29에서 입증되듯이, 본 발명의 백업패드는 전술한 재부착 시험에서 탁월한 내구성을 발휘하는 것으로 나타났다.

본 발명의 백업패드는 안과용 렌즈의 광택처리, 목재 및 플라스틱의 샌딩가공 및 금속부품의 대량 원료 제거와 같은 소정의 연마용도에 사용할 수 있다. 연마 동작은 선형동작, 무질서 동작, 회전동작, 진동, 무질서궤도 동작, 또는 이들의 혼합동작으로 할 수 있으며, 연마분야에 공지되어 있는 금형 및 기계를 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 연마디스크의 잇점은 여러가지가 있다. 예를 들면, 본 발명에 의 한 연마디스크는 느슨해 진 섬유로 인해 더러워지는 경향이 적다. 또한, 연마디스크를 백업패드에 부착시키기 위해 압감접착제를 사용하지 않기 때문에 공작물의 표면이 더러워지는 경향이 현저하게 감소된다. 또한, 본 발명의 연마디스크는 백업패드로부터 반복적으로 탈착시키는데 적합하며, 그로 말미암아 종래의 경량의 직물디스크에 비해 연장된 제품수명을 갖는다. 본 발명에 의한 연마디스크는 사용중에 백업패드와 같은 대향표면에 대해서 이탈하려는 경향이 적으며, 종래의 PSA디스크 또는 직물디스크보다 더욱 용이하게 제거할 수 있다.

본 발명에 의한 방법의 잇점은 여러가지가 있다. 예를 들면, 본 발명의 방법과 장치는 비교적 고속으로 작동시키기가 비교적 간단하며, 비교적 저렴한 연마재 부착시스템을 산출하며, 분리된 디스크형태로의 변환이 용이하며, 저용매방출이 가능하다.

또한, 본 발명은 일정구조의 연마재가 후크형 스템을 구비한 기재상에 직접 제공된 연마제품과, 그러한 연마제품을 제공하는 방법에 관한 것이다. 연마재 피복물은 연마 입자와 접합제를 포함하며, 후크형 스템과 대향하는 주표면상의 후크형 스템 기재상에 직접 성형된 정교한 3차원의 연마 복합재 형태를 갖는다. 본 발명의 연마장치는 이러한 일정구조의 연마제품을 사용하는데 유리하다.

일정 구조의 연마재는 기재가 그 주표면상에 접합제에 분산된 복수의 연마 입자를 포함한 연마 복합재를 구비하는 연마제품의 형태를 갖는다. 접합제는 연마 입자를 분산시키는 매체의 역할을 하며, 또한 연마 복합재를 기재에 접합시킬 수 있다. 연마 복합재는 소정의 3차원형상, 예를 들면 피라미드형상을 갖는다. 소정 형상의 칫수는 실질적으로 규칙적으로 만들 수 있다. 또한, 복합재는 일반적으로 소정의 어레이에 배열된다. 소정의 어레이는 선형 또는 매트릭스형이다.

위와 같은 일정구조의 연마재는 후술하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 접합제 전구체와 복수의 연마 입자의 혼합물을 함유하는 슬러리를 연마 복합재의 최종 형상의 음각인 공동을 가진 제조 용구상에 도포한다. 제1 및 제2 주표면을 갖고 그 제2 주표면상에 후크형 스템을 구비한 기재를 제조 용구의 노출표면과 접촉하도록 배치시켜서 슬러리가 기재의 제1 주표면을 습윤시키도록 하여 중간제품을 제조한다. 이어서, 접합제를 최소한 부분적으로 고화, 경화, 또는 겔화시킨 후, 중간제품을 제조용구의 노출표면으로 부터 이탈시켜서 일정구조의 연마제품을 형성시킨다. 이어서 연마제품을 제조용구로부터 분리하고 전 단계에서 완전히 경화되지 않은 경우에는 충분히 경화시킨다. 또는, 슬러리를 기재의 제 1 주표면상에 도포한 후 제조용구를 기재의 제 1 주표면과 접촉하도록 위치시킬 수도 있다.

연마복합재의 정교함은 고도의 컨시스턴시(consistency)를 가진 연마제품을 제공한다. 이 컨시스턴시로 말미암아 탁월한 성능이 제공된다. 후크형 스템을 가진 기재상에 일정 구조의 연마재를 직접 성형시킬 수 있어서 시간, 비용, 및 재료절감이 얻어진다. 즉, 일정 구조의 연마재를 기재상에 성형시킨 후 이어서 후크형 스템을 가진 제 2 기재에 접착시킬 필요가 없다. 그러나, 본 발명에 의하면, 일정구조의 연마재 피복물을 포함하는 기재를 후크형 스템을 포함하는 제 2 기재에 적층시키는 방법도 고려할 수 있다.

일정구조의 연마재, 및 이러한 연마재를 제조하는 방법 및 장치는 1992년 10월 6일자로 피에퍼(Pieper)등에게 허여된 미국 특허 제 5,152,917호에 기술되어 있는 바, 이 특허에는 종래의 백킹에 접합된 정밀성형된 연마복합재를 포함하는 연마 제품이 개시되어 있다. 이 복합재는 연마 입자와 접합제를 포함한다.

일정 구조의 연마재의 다른 예와 그것의 제조방법 및 제조장치는 1993년 8월 11일자로 공고된 유럽특허 제 0 554 668 A1 호(Calhoun)에 기술되어 있다. 이 유럽 특허에는 종래의 백킹 시이트에 접합된, 정밀하게 이격배향된 연마 복합재를 포함하는 연마제품이 개시되어 있다. 이 복합재는 접합제에 분산된 연마재 입자를 포함한다. 여러 등급, 특히 다른 것보다 한 등급이 위인 연마 입자를 각 복합재에 분산시킬 수 있다.

연마 구조체 및 이의 제조 방법 및 장치에 대한 다른 예시는 WIPO 국제 출원 PCT 공개 제 WO 94/15752 호(Spurgeon 등)에 개시되어 있다. 상기 문헌은 제조 용구를 통해 접합제를 경화시키기 위한 광 에너지가 투과되도록 하는 제조 용구로 제작된 연마 물품 구조체에 대해 교시하고 있다.

연마 구조체 및 이의 제조 방법 및 장치에 대한 추가 예시는 국제 출원 PCT 제 US94/00754 호에 개시되어 있다. 상기 문헌은 모든 연마 복합재가 동일한 것은 아닌 시이트형 구조체상에 배치된 연마 구조체를 교시하고 있다.

기재

본 구체예의 기재는 제1 주표면과 제2 주표면을 포함하고 있다. 제1 주표면은 기재에 직접 접합된 연마 복합재 구조체를 포함한다. 제2 주표면은 전술된 구체예중 일례에 따라 제공된 복수의 후크형 스템을 포함한다. 바람직한 기재는 도 2b 또는 도 2c에 도시된 일반적인 복수의 후크형 스템을 포함하는 것이다. 이러한 기재는 도 5와 관련하여 설명된 구체예에 따라 형성된 것이 바람직하다. 기재에 대한 복합재의 접착력을 증진시키기 위해 연마 복합재 구조체를 접합시키기 전에 기재의 제1 주표면을 처리할 수도 있다. 이러한 처리공정은 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 이러한 것의 일례로는 기재를 코로나 처리하거나 화학적 프라이머를 도포하는 것이 있다.

연마 피복물

본 발명의 연마 피복물은 복수의 정밀성형된 연마 복합재를 포함하고, 이 연마 복합재는 접합제중에 분산된 복수의 연마 입자를 포함하고 있다. 접합제는 연마 복합재를 기재의 제1 주표면에 접합시킬 수 있다. 연마 복합재는 분별가능한 정확한 형상을 가진 것이 바람직하다. 연마 입자가 피복 연마 물품 사용전에 형상의 평면밖으로 돌출하지 않는 것이 바람직하다. 피복된 연마 물품을 사용하여 표면을 연마하면, 복합재가 파열되어 미사용된 연마 입자가 나타나게 된다.

본원 명세서에서 사용된 표현 "정밀성형된 연마 복합재"는 연마 입자와 경화성 접합제의 유동성 혼합물이 기재상에 존재하면서도 제조 용구의 표면상에 있는 공동을 채우고 있도록 한 상태에서 이 혼합물을 경화시킴으로써 형성된 형상을 가진 연마 복합재를 지칭한다. 따라서, 이러한 정밀성형된 연마 복합재는 공동과 정확하게 동일한 형상을 가지게 된다. 복수의 이러한 복합재는 규칙적인 패턴으로, 즉 제조 용구 패턴의 역 패턴으로 기재 표면으로부터 외방 돌출된 3차원적 형상을 제공한다. 각각의 복합재는 경계선에 의해 한정되어 있으며, 경계선의 기저면은 정밀 성형된 복합재가 부착되어 있는 기재와 계면을 이루고 있다. 경계선의 나머지 부분은 복합재가 경화되는 제조 용구의 표면상에 있는 공동에 의해 한정된다. 복합재의 전체 외부 표면은 복합재 형성중에 기재에 의해 또는 공동에 의해 결정된다. 연마 복합재는 미경화된 또는 미겔화된 접합제중에 분산된 복수의 연마 입자를 함유하는 슬러리로부터 형성될 수 있다. 경화 또는 겔화시, 연마 복합제는 소정의 형상 및 소정의 배열로 고정된다.

연마 입자 대 접합제의 중량비는 일반적으로 약 1:1 내지 4:1, 바람직하게는약 2:1 내지 3:1의 범위이다. 이 비율은 연마 입자의 크기와 사용된 접합제의 종류에 따라 달라진다.

연마 입자

연마 피복층의 연마 입자는 통상 약 0.1 내지 1500 마이크로미터, 바람직하게는 약 0.1 내지 400 마이크로미터 및 더욱 바람직하게는 0.1 내지 100 마이크로미터 범위의 입경을 가지고 있다. 좁은 범위의 입경 분포는 연마하고자 하는 가공물을 매끄럽게 마무리할 수 있는 연마 물품을 제공한다. 이러한 연마 입자의 일례로는 용융된 산화 알루미늄(갈색 산화 알루미늄, 열 처리된 산화 알루미늄 및 백색 산화 알루미늄 포함), 세라믹 산화 알루미늄, 탄화규소(녹색, 백색 및 흑색 포함), 산화 크롬, 산화 알루미늄 산화 지르코늄, 다이아몬드, 산화철, 산화세륨, 입방형 질화 붕소, 탄화 붕소, 석류석 및 이들의 혼합물이 있다.

용어 "연마 입자"는 또한 단일의 연마 입자를 함께 접합시켜 형성한 연마 집괴도 포함한다. 연마 집괴는 당해 기술분야에 공지된 것으로, 미국 특허 제 4,311,489 호(Kressner); 제 4,652,275 호(Bloecher 등) 및 제 4,799,939 호(Bloecher 등)에 예시되어 있다.

본 발명의 범주내에는 또한 연마 입자상에 표면 피복물을 가지는 것도 포함된다. 표면 피복물은 복수의 상이한 기능을 가지고 있을 수 있다. 몇몇 경우에서는, 이 표면 피복물이 접합제에 대한 집착력을 증대시키는 기능, 연마 입자의 연마 특성을 변화시키는 기능 등을 한다. 표면 피복물의 일례로는 커플링제, 할로겐화염, 실리카를 포함한 금속 산화물, 내화성 금속 질화물, 내화성 금속 탄화물 등이있다.

연마 복합재에는 희석제 입자를 포함시킬 수도 있다. 이 회석제 입자의 입경은 연마 입자와 동일한 크기 정도로 할 수 있다. 이러한 희석제 입자의 일례로는 석고, 대리석, 석회암, 발화석, 실리카, 유리 버블, 유리 비드, 알루미늄 실리케이트 등이 있다.

접합제

연마 입자는 유기 접합제중에 분산되어 연마 복합재 피복물을 형성한다. 접합제는 연마 입자가 분배될 수 있는 매질을 제공할 수 있어야 한다. 접합제는 연마 물품을 신속하게 제조할 수 있도록 비교적 급속 경화 또는 겔화될 수 있는 것이 바람직하다. 몇몇 접합제는 비교적 신속하게 겔화하지만, 완전 경화하는데에는 장시간을 필요로 한다. 겔화공정은 경화 개시때까지 복합재의 형상을 보존하는 역할을 한다. 접합제의 급속 경화 또는 급속 겔화로, 고 컨시스턴시의 연마 복합재를 가진 피복 연마 물품이 생성된다. 유기 접합제로는 열가소성 접합제도 가능하지만, 열경화성 접합제가 바람직하다. 접합제는 접합제 전구물질로부터 제조한다. 연마 피복물 제조시, 열경화성 접합제 전구물질을 중합 공정이나 경화 공정 개시에 도움을 주는 에너지원에 노출시킨다. 에너지원의 일례로는 열 에너지 및 전자 빔, 자외선 및 가시광선을 비롯한 광 에너지가 있다. 이러한 중합 공정후, 접합제 전구물질은 고화된 접합제로 전환된다. 대안적으로, 열가소성 접합제 전구물질의 경우에는 연마 물품 제작중에, 열가소성 접합제 전구물질을 어느 정도 냉각시켜 접합제 전구물질을 고화시킨다. 접합제 전구물질 고화시, 연마 복합재가 형성된다.

연마 복합재중의 접합제는 일반적으로 연마 복합재를 기재의 제 1 주표면에 부착하는 역할을 하기도 한다. 그러나, 몇몇 경우에는, 기재의 표면과 연마 복합재 사이에 배치된 추가의 접착제 층일 수도 있다. 이러한 추가 접착제는 본원 명세서에 기술된 각종 접합제중에서 선택하거나 또는 다른 적합한 접합제중 어떠한 것을 사용해도 무방하다.

열경화성 수지에는, 축합 경화성 수지 및 부가 중합 수지 2가지 주 부류가 있다. 접합제 전구물질로는 부가 중합된 수지가 바람직한데, 그 이유는 광 에너지 노출에 의해 용이하게 경화되기 때문이다. 부가 중합된 수지는 양이온 메카니즘이나 자유 라디칼 메카니즘을 통해 중합시킬 수 있다. 이용하는 에너지원과 접합제 전구물질의 화학적 성질에 따라서는, 중합 개시를 돕도록 경화제, 개시제 또는 촉매를 사용하는 것이 종종 바람직하다.

통상의 접합제 전구물질의 일례로는 페놀계 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 아크릴화된 우레탄, 아크릴화된 에폭시, 에틸렌 불포화 화합물, 불포화 카르보닐 측기를 가진 아미노플라스트 유도체, 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아누레이트 유도체, 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아네이트 유도체, 비닐 에테르, 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 및 배합물이 있다. 용어 아크릴레이트에는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트가 포함된다.

연마 물품 접합제에는 열 특성, 입수용이성, 가격 및 취급 용이성의 이유로, 페놀계 수지가 광범위하게 사용되고 있다. 페놀계 수지에는 레졸과 노볼락의 두 유형이 있다. 레졸 페놀계 수지는 포름알데히드 대 페놀의 몰비가 1:1 이상, 통상 1.5:1 내지 3:1 이다. 노볼락 수지의 포름알데히드 대 페놀의 몰비는 1:1 미만이다. 시판중인 페놀계 수지의 일례로는 오시덴탈 케미칼스 코오포레이숀(Occidental Chemicals Corp.)에서 시판하는 상표명 "듀레즈(Durez)"; 몬산토(Monsanto)에서 시판하는 "레시녹스(Resinox)": 아쉴랜드 케미칼 코오포레이숀(Ashland Chemical Co.)에서 시판하는 "에어로펜(Aerofene)" 및 아쉴랜드 케미칼 코오포레이숀에서 시판하는 "아로텝(Arotap)"이 있다.

아크릴화된 우레탄은 하이드록시 말단의 NCO 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 디아크릴레이트 에스테르이다. 사판중인 아크릴화된 우레탄의 일례로는 모르톤 티오콜 케미칼(Morton Thiokol Chemical)에서 시판하는 "유비탄(UVITHANE 782)" 및 래드큐어 스페샬티즈(Radcure Specialties)에서 시판하는 "CMD 6600", "CMD 8400" 및 "CMD8805"가 있다.

아크릴화된 에폭시는 비스페놀 A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르 같은 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르이다. 시판중인 아크릴화된 에폭시의 일례로는 래드큐어 스페샬티즈에서 시판하는 "CMD 3500", "CMD 3600" 및 "CMD 3700"이 있다.

에틸렌 불포화된 수지에는 탄소, 수소 및 산소 및 선택적으로 질소 및 할로겐을 포함하는 단량체 또는 중합체 화합물이 포함된다. 산소나 질소 원자 또는 양자 모두가 일반적으로 에테르, 에스테르, 우레탄, 아미드 및 우레아기내에 존재한다. 에틸렌 불포화된 화합물은 약 4,000 미만의 분자량을 가지는 것이 바람직하며,지방족 모노하이드록시기나 지방족 폴리하이드록시기를 포함하는 화합물과 불포화 카르복실산, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산 등을 반응시켜 제조한 에스테르가 바람직하다. 아크릴레이트 수지의 대표적인 일례로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트가 있다. 기타 에틸렌 불포화된 수지로는 모노알릴, 폴리알릴 및 폴리메탈릴 에스테르 및 카르복실산의 아미드, 예를 들면 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트 및 N,N-디알릴아디파미드가 있다. 기타 질소 함유 화합물로는 트리스(2-아크릴로일-옥시에털)이소시아누레이트, 1,3,5-트리(2-메틸아크릴옥시에틸)-s-트리아진, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 및 N-비닐퍼페리돈이 있다.

아미노플라스트 수지는 분자나 올리고머당 하나 이상의 알파, 베타-불포화된 카르보닐 측기를 가지고 있다. 이러한 물질의 일례로는 N-(하이드록시메틸)-아크릴아미드, N,N-옥시디메틸렌비스아크릴아미드, 오르토 및 파라 아크릴아미도메틸레이트화된 페놀, 아크릴아미도메틸레이트화된 페놀계 노볼락 및 이들의 배합물이 있다. 이들 수지는 당해 기술분야에 공지된 것들로, 미국 특허 제 4,903,440 호(Larson 등) 및 제 5,236,472 호(Kirk)에 예시되어 있다.

하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아누레이트 유도체 및 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아네이트 유도체는 미국 특허 4,652,274 호(Beottcher 등)에 예시되어 있다. 바람직한 이소시아누레이트 물질은 트리스(하이드록시에틸)이소시아누레이트의 트리아크릴레이트이다.

에폭시 수지는 옥시란을 가진 것으로, 개환반응에 의해 중합된다. 이러한 에폭시드 수지에는 단량체 에폭시 수지와 올리고머 에폭시 수지가 포함된다. 몇몇 바람직한 에폭시 수지의 일례로는 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐 프로판](비스페놀의 디글리시딜 에테르) 및 쉘 케미칼 컴패니(Shell Chemical Co.)에서 시판하는 상표명"에폰(EPon) 828", "에폰 1004" 및 "에폰 1001F", 다우 케미칼 컴패니(Dow Chemical Co.)에서 시판하는 "DER-331", "DER-332" 및 "DER-334"가 있다. 기타 적합한 에폭시 수지에는 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르(예, 다우 케미칼 컴패니에서 시판하는 "DEN-431" 및 DEN-428")가 있다.

본 발명의 에폭시 수지는 적합한 양이온계 경화제를 첨가하는 양이온 메카니즘에 의해 중합할 수 있다. 양이온계 경화제는 에폭시 수지의 중합을 개시하는 산제공원을 생성시킨다. 이들 양이은계 경화제는 오늄 양이온을 가진 염과 금속이나 준금속의 착물 음이온을 포함하는 할로겐을 포함할 수 있다. 기타 양이온계 경화제로는 유기금속성 착물 양이온을 가진 염과 금속이나 준금속의 착물 음이온을 가진 할로겐을 포함한다. 이러한 경화제는 당해 기술분야에 공지된 것들로, 미국 특허 제 4,751,138 호(Tumey 등)(구체적으로는 컬럼 6, 라인 65 에서 컬럼 9, 라인 45)에 예시되어 있다. 당해 기술분야에 공지된 다른 일례는 미국 특허 제 4,985,340호(Palazzotto)(구체적으로는 컬럼 4, 라인 65 에서 컬럼 14, 라인 50) 및 유럽 특허 출원 제 306,161 호(Brown-Wensley 등) 및 제 306,162 호(Palazzotto 등)에 예시된 유기금속성 염과 오늄 염이 있다. 당해 기술분야에 공지된 또 다른 양이온계 경화제에는 유기 금속성 착물의 이온성 염이 포함되는데, 이때 금속은 주기율표의 IVB족, VB족, VIB족, VlIB족 및 VIIIB족 원소중에서 선택되는 것들로, 이에 대해서는 유럽 특허 출원 제109,851 호(Palazzotto 등)에 기술되어 있다.

자유 라디칼 경화성 수지와 관련하여, 몇몇 경우에는 연마재 슬러리에 자유 라디칼 경화제를 더 포함시키는 것이 바람직하다. 그러나, 전자 빔 에너지원의 경우에는, 전자 빔 자체가 자유 라디칼을 생성하기 때문에 경화제가 항상 필요한 것은 아니다.

자유 라디칼 열 개시제의 일례로는 퍼옥사이드, 예를 들면 벤조일 퍼옥사이드, 아조 화합물, 벤조페논 및 퀴논이 있다. 자외선이나 가시광선 에너지원의 경우에는, 이러한 경화제를 종종 광개시제로 지칭한다. 자외선 노출시 자유 라디칼 제공원을 생성하는 개시제의 일례로는 유기 퍼옥사이드, 아조 화합물, 퀴논, 벤조페논, 니트로소 화합물, 아크릴 할라이드, 하이드로존, 메르캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 트리아크릴이미다졸, 비스이미다졸, 클로로알킬트리아진, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 티오크산톤 및 아세토페논 유도체 및 이들의 혼합물중에서 선택된 것들을 들 수 있으나, 이들로만 제한되지는 않는다. 자외선과 함께 사용하기에 바람직한 개시제는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐-1-에타논이다. 가시광선 노출시 자유 라디칼 제공원을 생성하는 것으로 당해 기술분야에 공지된 개시제의 일례는 미국 특허 제4,735,632 호(Oxman 등)에서 찾아볼 수 있다. 가시광선과 함께 사용하기에 바람직한 개시제는 시바 가이기 코오포레이숀(Ciba Geigy Corporation)에서 시판하는 "이가큐어(Irgacure) 369" 이다.

첨가제

연마 피복물 제조용 연마재 슬러리에는, 예를 들면 충전제(분쇄 보조제), 섬유, 윤활제, 습윤제, 틱소트로픽 물질, 계면활성제, 안료, 염료, 대전방지제, 커플링제, 이형제, 가소제, 현탁화제 및 이들의 혼합물 같은 선택적인 첨가제를 더 포함시킬 수 있다. 이들 물질의 양은 목적하는 특성을 제공하도록 선택한다. 이들의 사용으로 연마 복합재의 침식성에 영향이 미칠 수 있다. 몇몇 경우에서는, 연마 복합재를 더욱 침식성으로 만들어서, 무디어진 연마 입자는 제거되고 새로운 연마 입자가 노출되도록 하기 위한 목적으로 첨가제를 첨가한다.

충전제란 용어는 분쇄 보조제로서 연마 업계에 공지된 물질을 포함한다. 분쇄 보조제는 첨가시 연마 공정에 화학적 및 물리적으로 크게 영향을 미침으로써 결과적으로 성능을 개선시키는 미립재를 의미한다. 이러한 분쇄 보조제의 화학적 그룹의 일례로는 왁스, 유기 할라이드 화합물, 할라이드염 및 금속과 그 합금이 있다. 유기 할라이드 화합물은 통상 연마중에 분해되어 할로겐산이나 기체상의 할라이드 화합물을 방출한다. 이러한 물질의 일례로는 테트라클로로나프탈렌, 펜타클로로나프탈렌 및 폴리비닐 클로라이드 같은 염소계 왁스가 포함된다. 할라이드 염의 일례에는 염화나트륨, 칼륨 크리올라이트, 나트륨 크리올라이트, 암모늄 크리올라이트, 칼륨 테트라플루오로보레이트, 나트륨 테트라플루오로보레이트, 플루오르화규소, 염화칼륨, 염화마그네슘이 있다. 금속의 예로는 주석, 납, 비스무스, 코발트, 안티몬, 카드뮴, 철 티탄이 있다. 기타 각종 분쇄 보조제로는 황, 유기 황 화합물, 그래파이트 및 금속 황화물이 있다.

대전방지제의 일례에는 그래파이트, 카본 블랙, 바나듐 윽사이드, 습윤제 등이 포함된다. 이들 대전방지제는 당해 기술분야에 공지된 것들로, 미국 특허 제 5,061,294 호(Harmer 등), 제 5,137,542 호(Buchanan 등) 및 제 5,203.884 호(Buchanan 등)에 예시되어 있다.

커플링제는 접합제 전구물질과 층전제 입자나 연마 입자 사이에 가교를 제공할 수 있다. 이들 커플링제를 첨가하면 연마 복합재 형성에 사용된 슬러리의 피복점도가 크게 저하된다. 커플링제의 일례로는 실란, 티타네이트 및 지르코알루미네이트가 있다. 연마재 슬러리는 커플링제를 약 0.01 내지 3 중량% 함유하는 것이 바람직하다.

현탁화제의 일례는 표면적이 150 m²/g이하인 무정형 실리카 입자로, 데구사 코오포레이숀(DeGussa Corp.)에서 상표명 "OX-50"으로 시판되고 있다.

연마 복합재 형상

각각의 연마 복합재는 서로 결합된 형상을 가지고 있다. 이 형상은 서로 결합된 표면이나 경계면을 가지고 있어, 결과적으로 하나의 연마 복합재가 다른 인접 연마 복합재와 어느 정도 분리되도록 되어 있다. 개별적인 연마 복합재를 형성하기 위해서는, 연마 복합재의 형상을 형성하는 평면이나 경계면의 일부분이 서로 분리되어 있어야 한다. 이 부분은 일반적으로 상부를 말한다. 연마 복합재의 하부 또는 바닥부는 서로 다음 복합재와 접해있을 수 있다. 도 12A에 도시된 바와 같이, 인접 연마 복합재(512)는 복합재의 상부가 분리되어 있고, 그 바닥면이 접하고 있는 형태로 구성될 수 있다. 대안적으로는 도 12B에 도시된 바와 같이, 인접 연마 복합재(512)가 복합재 상부와 바닥면 양쪽 모두에서 완전히 분리되어, 기재(511)중의 제1 주표면(516)이 노출된 인접 연마 복합재(512) 사이에 공간을 보유할 수도 있다.

연마 복합재의 형상은 어떠한 형상을 취해도 무방하나, 돔, 피라미드, 절두형 피라미드, 프리즘 또는 특정 단면(즉, 원형, 정방형, 장방형, 삼각형, 팔각형 등)을 가진 기둥 같은 기하학적 입체 형상이 바람직하다. 생성된 연마 물품은 상이한 연마 복합재 형상이 배합된 것일 수 있다. 바람직한 형상은 3면 또는 4면(기재에 접합된 피라미드의 기저면은 제외)의 피라미드이다. 복합재의 높이는 연마 물품 전체에 걸쳐 일정한 것이 바람직하나, 높이를 달리한 복합재도 가능하다.

연마 복합재 형상은 정밀 형태 또는 소정 형태인 것이 바람직하다. 이 정밀 형상은 도 12A 및 도 12E에 도시되어 있다 연마 물품(510)은 제1 주표면(516)과 제2 주표면(517)이 있는 기재(511)을 포함하고 있다. 제1 주표면(516)에는 복수의 연마 복합재 구조체(512)가 접합되어 있다. 연마 복합재(512)는 접합제(514)중에 분산된 복수의 연마 입자(513)를 포함하고 있다. 도 12A에 도시된 구체예에서는, 연마 복합재가 피라미드형을 취하고 있다. 피라미드를 한정하는 면 또는 경계면(515)은 매우 뚜렷하고 명확하다. 이렇게 명확하게 한정된 예리한 면 또는형상의 경계면(515)은 본원 명세서에서 사용된 용어로서 "정밀 형상"을 가진 복합재 구조체(512)를 제공한다. 또한, 연마 복합재 형상은 비교적 부정확한, 불규칙한 또는 불완전할 수 있다.

연마 복합재는 1종 이상의 소정의 형상을 가지며, 소정의 배열로 배치되어 있다. 일반적으로, 이러한 소정의 형상은 특정 주기로 반복된다. 이렇게 반복되는 형상은 한 방향 또는 바람직하게는 양 방향으로 나타날 수 있다.

상기한 연마 복합재의 구조와 관련하여, 예시에 목적을 두고 제공된 도 15를 살펴보면, 연마 복합재(612)는 경계면(615)을 가지고 있다, 도 16에서는, 연마 물품(620)이 복수의 연마 복합재(622)가 접합된 백킹(621)을 포함하고 있다. 이 연마 복합재는 접합제(624)중에 분산된 복수의 연마 입자(623)를 포함하고 있다. 이러한 본 발명의 양태에서는, 인접 복합재 사이에 개방된 공간(625)이 존재한다. 본 발명의 범주내에는 일부 인접 연마 복합재는 접해있지만, 다른 인접 연마 복합재는 서로 간에 개방된 공간을 가지고 있는, 백킹에 접합된 복합 연마 복합재도 포함된다.

몇몇 경우, 예를 들면 피라미드형의 비원통 형태의 경우에는, 형상의 측면을 형성하는 경계면이 또한 평면이다. 복수의 평면을 가지는 이러한 형상의 경우 최소한 4면(3면의 측면과 하나의 바닥면 또는 기저면 포함)이 존재한다. 제시된 형상의 평면 수는 목적하는 기하형태에 따라, 예를 들면 4면 내지 20면 이상으로 다양할 수 있다. 통상, 4면 내지 10면, 바람직하게는 4면 내지 6면이 일반적이다. 이들 면들은 상호교차하여 목적하는 형상을 형성하며, 이들 면이 교차하는 각도가 형상의 치수를 결정하게 된다. 도 15에서는, 연마 복합재(612)가 평면인 경계면(615)를 가지고 있다. 측면(615a)와 (615b)는 각도 γ에서 상호교차하고, 이에 의해 형성된 단면(615c)은 관찰자와 대향하며, 지면과 동일면에 위치한다.

도 15 내지 17의 구체예의 한 양테에서는, 하나 이상의 연마 복합재가 배열내 다른 연마 복합재와 상이한 치수를 가진다. 바람직하게는 연마 물품의 표면상에 제공된 한쌍 이상의 인접 복합재간에, 더욱 바람직하게는 각각의 모든쌍의 인접 복합재간에 상이한 치수가 설정된다. 용어 "모든쌍"의 인접 복합재에는 인접 복합재와 쌍을 이루었을때 연마 물품의 표면상에 있는 모든 복합재를 임의로 고려한 것을 포함한다. 일반적으로, 인접 복합재 쌍의 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상이 서로 상이한 치수를 가진다. 거의 100%의 연마 복합재가 각각 쌍을 이룬 인접 복합재와 상이한 치수를 가지는 것이 가장 바람직하다. 연마 복합재간에, 즉 연마 복합재의 인접쌍간에 상이한 치수를 가진다면, 연마 또는 정련하고자 하는 가공물상에 비교적 말끔한 표면 마무리를 나타내는 연마 물품이 생성된다. 인접 연마 복합재의 치수가 다름으로 해서, 정밀 연마 복합재에 의해 가공물 표면에 부여되는 흠집이 감소되는 경향이 있다. 일반적으로, 연마 복합재 쌍의 10% 미만이 인접 복합재와 상이한 치수를 가지는 경우는, 높은 절삭율과 말끔한 마무리를 달성하면서도 흠집을 감소시키고자 하는 발명의 효과가 만족스럽게 실현되지는 않는다. 일반적으로, 상이한 치수를 가진 인접 연마 복합재쌍의 수는 흠집을 최소로하거나 감소시키도록 선택한다. 이러한 쌍의 수가 나타내는 전체 연마 복합재 중 비율(%)은 가공물의 종류, 연마 접촉면의 압력, 연마 물품 회전 속도 및 기타 통상의 연마 조건에 따라 좌우된다.

일반적으로는, 본 발명의 연마 복합재 형상은 어떠한 형상을 취해도 무방하지만, 입방형, 각주형(삼각형, 사변형, 육각형 등), 원추형, 절두 원추형(상단이 평면), 원통형, 피라미드형, 절두 피라미드형(상단이 평면) 등이 바람직하다. 인접 연마 복합재의 기하학적 형상은 서로간에 요구되는 치수 변동을 주기 위해, 예를 들면 피라미드형 다음에는 각주형으로, 변화시킬 수 있다. 본 발명의 구체예중 일례에서, 연마 복합재의 형상, 예를 들면 피라미드형 모두는 백킹으로부터 측정했을 때 약 50 마이크로미터 내지 약 1020 마이크로미터 범위로, 전체가 동일한 높이로 제공된다.

바람직한 기하학적 형상은 피라미드형으로, 4면 또는 5면(기저면 포함) 피라미드형일 수 있다. 한 구체예에서는, 모든 복합재가 피라미드형이다. 측면과 인접 피라미드의 기재가 이루는 각도를 변화시킴으로써, 인접 피라이드형 복합재간에 치수 변동을 주는 것이 더욱더 바람직하다, 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 인접한 피라미드형 복합재 면에 의해 형성된 각도 α와 β는 서로 상이한 각도로, 각각은 0°내지 90°(즉, 0°와 90°는 제외)의 수치를 가진다. 피라미드형 복합재의 측면과, 각각의 측면과 기재의 교차점에 대해 법선 방향으로 연장된 가상면(617)간에 형성된 각도 α 또는 β는 8°이상, 45°이하이어야 한다. 실제적인 측면에서 볼 때, 8°미만의 각도는 제조 용구로부터 경화된 복합재 형상을 이형시키는데 있어 어려움이 클 수 있다. 반면, 45°이상의 각도는 인접 연마 복합재간에 간격이 지나치게 넓어져 백킹면에 충분한 연마 표면을 제공할 수 없게 된다.

또, α및 β는 각각 0°내지 90°의 수치를 가지며, 최소 약 1°정도 차이가나게 선택하는 것이 바람직하며. 상기 차이가 약 5°이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 각 피라미드의 두 측면이 각 피라미드의 정점에서 만나 25°이상, 90°이하의 수치를 가진 피라미드 단면에서 재료 사잇각 γ(도 15 참조)를 형성하도록 연마 복합재의 피라미드형을 형성하는 것이 바람직하다. 25°의 낮은 수치는 본원 명세서에 기재된 슬러리 및 제조 용구 방법에 따라 날카로운 25°미만의 연마 복합재의 피크 또는 정점을 형성하는 것을 어렵게 할 수 있으므로, 실시상 한계가 나타날 수 있다. 본 발명의 효과를 보다 충분히 실현하려면, 재료 사잇각 γ에 대한 조건과 함께, 인접 복합재간에 사잇각 α및 β가 상이한 것으로, 본원 명세서에서 설명한 바와 같이 0°내지 90°에서 선택되어야 한다는 전술한 조건을 함께 이용해야 한다.

이외에도, 개별적인 연마 복합재에서, 각종 표면과 백킹에 의해 만들어진 각도가 제시된 복합재에 대해 반드시 동일해야 되는 것은 아니다. 예를 들어 4면형 피라미드(1개의 기저면 및 3개의 측면)의 경우, 제1, 제2 및 제 3 측면중 임의의 면과 백킹에 의해 형성된 각도가 서로 상이할 수도 있는 것이다. 따라서, 측면이 상호교차하는 각도 역시 측면과 백킹간에 형성된 각도가 변화함에 따라 달라지게 된다.

몇몇 경우에 있어서는, 모든 복합재의 기하학적 형상과 높이가 동일한 것이 바람직하다. 높이는 기재로부터 연마 물품 사용전의 최외곽 지점까지의 연마 복합재 거리를 말한다. 높이와 형상이 일정한 경우에는, 평면간의 각도를 달리하는 것이 바람직하다. 대등한 높이, 예를 들면 355 마이크로미터(0.014인치)의 피라미드형 복합재(4개의 측면과 1개의 기저면)를 제공하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 배열의 피라미드형 복합재는 8°내지 45°의 측면 각도(도 15의 α또는 β), 25°이상의 재료 사잇각 γ및 157 내지 711 마이크로미터(0.0062 내지 0.028 인치)의 기저면 너비를 가질 수 있다. 또한, 하기한 사항만 제외하고는 전술한 바와 같은 피라미드형의 배열을 제공하는 것도 유리한 것으로 밝혀졌다 : 15°내지 45°의 측면 각도(도 15의 α또는 β), 60°이상의 재료 사잇각r및 411 내지 711 마이크로미터(0.0162 내지 0.028 인치)의 기저면 너비

일정 구조의 연마 물품의 제작 방법

연마재 피복물을 제조하는 제1 단계는 연마재 슬러리를 제조하는 것이다. 연마재 슬러리는 적절한 혼합 기술에 의해 접합제 전구물질, 연마 입자 및 선택적인 첨가제를 함께 배합함으로써 제조한다. 혼합 기술의 일례로는 저 전단 혼합 및 고 전단 혼합이 있으며, 고 전단 혼합이 바람직하다. 연마재 슬러리 점도를 저하시키기 위해, 초음파 에너지를 혼합 단계시 병용하는 것도 또한 가능하다. 통상, 연마 입자를 접합제 전구물질내로 서서히 첨가한다. 연마재 슬러리내 기포의 양은 혼합 단계중에 진공을 가함으로써 최소화시킬 수 있다. 몇몇 경우에는, 연마재 슬러리의 점도를 목적하는 정도로 저하시키는 온도로 연마재 슬러리를 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 슬러리를 대략 30℃ 내지 70℃로 가열할 수 있다. 그러나, 슬러리의 온도는 도포하고자 하는 기재에 악영향을 주지 않도록 선택되어야 한다. 연마재 슬러리는 잘 피복되고, 연마 입자와 기타 충전제들이 고정되지 않는 레올로지를 가지는 것이 중요하다.

븐 발명의 연마재 피복물을 제조하는 방법으로는 2가지 주된 방법이 있다. 그중 첫번째 방법은 일반적으로 정밀 형상을 가진 연마 복합재를 형성하는 것이다. 정확한 형상을 얻기 위해, 연마재 슬러리가 제조 용구의 공동내에 존재할때 접합제 전구물질을 최소한 부분적으로라도 고화 또는 겔화시킨다. 두번째 방법은 일반적으로 불규칙적인 형상을 가진 연마 복합재를 형성하는 것이다. 두번째 방법에서는, 연마재 슬러리를 제조 용구의 공동내로 피복하여 연마 복합재를 생성시킨다. 그러나, 접합제 전구물질이 경화 또는 고화되기 전에 연마재 슬러리를 제조 용구로부터 이형시킨다. 이후, 접합제 전구물질을 경화 또는 고화시킨다. 접합제 전구물질이 경화되지 않은 상태이므로, 제조 용구의 공동내에서는 연마재 슬러리가 유동하게 되고, 또 연마 복합재 형상이 변형된다.

양 방법 모두에 있어, 열경화성 접합제 전구물질을 사용하는 경우, 에너지원은 접합제 전구물질 화학적 성질에 따라 열에너지나 또는 광에너지를 사용할 수 있다. 양 방법 모두에 있어, 열가소성 접합제 전구물질을 사용하는 경우, 이는 냉각시켜 고화되어 연마 복합재가 형성되도록 한다.

도 13은 연마 물품 제조 장치(510)를 개략적으로 도시한 것이다. 제조 용구(511)는 두개의 주표면과 두 단부를 가진 벨트의 형태로 되어 있다. 제1 주표면(513)과 제2 주표면(514)을 가진 기재(512)를 권출기(515)로부터 출발시킨다. 동시에 제조 용구(511)도 권출기(516)로부터 출발시킨다. 기재의 제2 주표면(514)은 본원 명세서에 기술된 후크형 스템을 구비하고 있다. 간단히 하기 위해, 도 13 및 14에서 상기한 후크형 스템은 생략하였다. 제조 용구(511)의 접촉면(517)은 연마입자와 접합제 전구물질의 혼합물로 피복기(518)에서 피복시킨다. 혼합물은 피복 단계 이전에 가열하여 그 점도를 저하시킬 수도 있다. 피복기(518)는 통상의 피복 수단, 예를 들면 나이프 피복기, 드롭 다이 피복기, 커튼 피복기, 진공 다이 피복기 또는 압출 다이 피복기를 구비할 수 있다. 제조 용구(511)의 접촉면(517)을 피복한후, 기재(512)와 제조 용구(511)는 함께 이동되고, 상기 혼합물이 기재(512)의 제1 주표면(513)을 습윤시키게 된다. 도 13에서, 혼합물은 밀착 닙 로울(520)에 의해 기재(512)와 강제 밀착되어, 지지 드럼(522)에 패해 제조 용구/혼합물/백킹 구조체를 강제 압출시킨다. 닙 로울로 45 파운드의 외력을 가하는 것이 유용한 것으로 밝혀졌으나, 실제 가하는 외력의 선택은 당해 기술분야에 공지된 여러 요인들에 따라 달라지게 된다. 다음, 충분한 에너지, 바람직하게는 광 에너지를 광 에너지원(524)에 의해 제조 용구(511)의 이면(525)을 거쳐 혼합물내로 투과시켜 접합제 전구물질을 최소한 부분적으로라도 경화시킴으로써 성형된 조작용이한 구조체(526)을 형성시킨다. 이후, 제조 용구(511)를 성형된 조작용이한 구조체(526)로부터 분리해낸다. 성형된 조작용이한 구조체(526)로부터 제조 용구(511)의 분리는 로울러(527)에서 일어난다. 로울러(527)를 통과한 직후, 성형된 조작용이한 구조체(526)와 제조 용구(511) 사이의 각도 α는 급경사, 예를 들면 30°이상인 것이 제조 용구(511)로부터 성형된, 조작용이한 구조체(526)를 깨끗이 분리해낼 수 있어 바람직하다. 제조 용구(511)는 재사용할 수 있도록 맨드럴(528)에 재권선한다. 성형된, 조작용이한 구조체(526)는 맨드럴(530)에 권선된다. 접합제 전구물질이 충분히 경화되지 않은 경우에는, 열 에너지원이나 추가 광 에너지원같은 추가 에너지원에 노출시켜 피복된 연마 물품을 형성할 수 있다. 대안적으로, 추가의 에너지원을 사용하지 않고서도 완전한 경화가 실제로 일어나 피복된 연마 물품을 형성할 수도 있다. 본원 명세서에서 사용된, "완전 경화" 등과 같은 용어는 접합제 전구물질이 충분히 경화되어 생성된 제품이 연마 물품, 예를 들면 피복된 연마 물품으로써 기능하게 되는 것을 의미한다.

연마 물품을 제조한 후, 변환시키기 전에 가요화하고(또는) 습윤화시킬 수 있다. 연마 물품은 사용전에 원추형, 연속 벨트, 시이트, 디스크등과 같은 임의의 바람직한 형태로 변환시킬 수 있다.

도 14는 연마 물품을 제조하는 대안 방법용 장치(540)이다. 이 장치에서, 혼합물은 제조 용구위에 피복되기 보다는 기재상에 피복된다. 이 장치에서, 제조 용구(541)는 전면과 이면을 가진 연속 벨트이다. 제1 주표면(544) 및 제2 주표면(543)을 갖는 기재(542)는 권출기(545)로부터 출발시킨다. 피복기(546)에서 기재의 제1 주표면(544)을 연마 입자와 접합제 전구체의 혼합물로 피복시킨다. 그 혼합물을 제조 용구(541)의 접촉 표면(547)에 대하여 접촉 닙 로울(548)을 사용하여 가압시키고, 이 로울은 또한 제조 용구/혼합물/백킹 구조체를 지지 드럼(550)에 대하여 가압하며, 이로써 혼합물은 제조 용구(541)의 접촉 표면(547)을 습윤화시킨다. 제조 용구(541)는 3개의 회전 맨드럴(552),(554) 및 (556)상으로 구동된다. 그 다음 에너지, 바람직하게는 방사선 에너지가 제조 용구(541)의 이면(557)을 통해 혼합물내로 투과되어 접합제 전구체를 일부 이상 경화시킨다. 방사성 에너지원(558)은 하나일 수 있다. 또한 제2의 방사선 에너지원(560)이 사용될 수도있다. 이러한 에너지원은 동일한 종류이거나 다른 종류일 수도 있다. 접합체 전구체가 적어도 부분적으로 경화된 후, 제조 용구(541)로부터 일정 형태의 취급용이한 구조체(562)를 분리시켜 맨드럴(564)상에 권선시킨다. 일정 형태의 취급용이한 구조체(562)로부터 제조 용구(541)의 분리는 로울러(565)에서 일어난다. 로울러(565)상으로 통과한 직후의 일정 형태의 취급용이한 구조체(562)와 제조 용구(541)사이의 각 α는 각이 큰 것, 예컨대 30°이상이어서 제조 용구(541)로부터 일정 형태의 취급용이한 구조체(562)를 깨끗하게 분리시킬 수 있는 것이 바람직하다. 접합제 전구체가 완전하게 경화되지 않았다면, 이를 열에너지원이나 부가적인 방사선 에너지원에 노출시켜 완전히 경화시키므로써 피복 연마 물품을 형성시킬 수 있다. 대안적으로, 피복 연마 물품을 형성시키기 위해 부가적인 에너지원을 사용하지 않아도 사실상 완전한 경화가 얻어질 수 있다.

연마 물품을 형성시킨 후, 변환시키기 전에 가요화하고(또는) 습윤화시킬 수 있다. 연마 물품은 사용전에 원추형, 연속 벨트, 시이트, 디스크등과 같은 임의의 바람직한 형태로 변환될 수 있다.

어떤 양태에서든지, 제조 용구의 접촉면과 백킹 앞면사이의 공간을 연마 입자와 접합제 전구체의 혼합물로 완전히 충전시키는 것이 바람직하다.

상기 양태들에서, 표면상에 후크형 스템을 함유하는 기재는 이 기재상에 일정 구조의 연마 복합재를 피복시키기 전의 최종 마무리된 부재로서 제공되었다. 피복 공정은 전술한 바와 같이 기재상에 후크형 스템을 제공하는 단계와 함께 동시적으로, 또는 거의 동시적으로 수행될 수 있는 것도 본 발명의 영역에 포함된다. 예컨대, 도 19에 예시된 바와 같이, 복수의 후크형 스템(116)을 가진 기재(112)는 도 5와 관련하여 기술한 방법에 따라 제공되는 것이 일반적이다. 압출기(130)는 주형(132) 상으로 유동성 재료를 압출시킨다. 주형(132)의 표면은 후크형 스템(116)을 형성하는 복수의 일정 배열의 공동(134)을 포함한다. 유동성 재료를 충분량 주형(132)상으로 압출시켜 기재(112)와 후크(116)을 동시에 형성시킨다. 주형(132)은 회전가능하고 닙 로울(520)을 따라 닙을 형성한다. 이와 동시에, 도 13에 예시된 방법과 관련하여 기술한 바와 같이, 제조 용구(517)는 권출기(516)에서 부터 출발시킨다. 제조 용구(511)의 접촉 표면(517)을 연마 입자와 접합제 전구체의 혼합물로 피복기(518)에서 피복시킨다. 제조 용구는 주형(132)상에서 유동성 재료와 접촉하여 연마 입자와 접합제 전구체 혼합물이 형성될 때 기재(112)의 제1 주표면을 습윤화시키도록 한다. 다음, 제조 용구(511)를 통해 에너지원(524)을 투과시켜 접합제 전구체 일부 이상이 경화되도록 한다. 이와 동시에, 주형(132)상에 피복된 유동성 재료를 냉각시키고 고형화시킨다. 스템(116)을 가진 기재(112)를 그 다음 주형(132)으로 부터 분리시키고, 이때 연마 퍼복물은 기재의 제2 주표면에 피복되어 있다. 기재(112)를 그 다음 가열판(138) 옆으로 통과시켜 후크형 스템(116)상에 헤드를 형성시킨다. 제조 용구(511)를 기재로부터 분리시킨 뒤, 권출 로울(528) 상에 재권선하고, 피복 연마 물품은 권선 로울(530)상에 권선한다. 대안적으로, 후크형 스템을 가진 기재가 주형(132)에서 분리시킨 뒤, 제조 용구와 접촉되어 본원에 기술된 바와 같이 일정 구조의 연마 복합재를 침착시킬 수도 있다.

이와 유사하게, 도 7과 관련하여 기술한 바와 같은 기재상에 후크형 스템을형성시키는 방법은 기재상에 일정구조의 연마 피복층을 형성시키는 방법과 동시에, 또는 거의 동시에 수행할 수 있다. 도 20에 예시된 바와 같이, 제1 주표면(513) 및 제2 주표면(514)을 갖는 기재(512)를 제공한다. 유동 재료를 압출기(330)를 사용하여 인쇄 로울(333)상에 피복시킨다. 인쇄 로울(333)내에 존재하는 모든 공동(331)을 균일하게 피복시키고 인쇄 로울의 표면상에 존재하는 재료의 양을 최소화하기 위해, 인쇄 로울(333)에 덕터 날(341)을 접촉시킬 수도 있다. 인쇄 로울(333)과 닙 로울(520)사이에 형성된 닙을 통해 기재(512)를 통과시킨다. 공동은 기재(512)의 제2 주표면(514)상에 유동성 재료를 침착시킨다. 이와 동시에, 제조 용구(511)를 권출형 로울(516)에서 부터 출발시키고, 제조 용구(511)의 접촉 표면(517)을 피복기(518)에서 연마 입자와 접합제 전구체의 혼합물로 피복시킨다. 또한, 제조 용구(511)를 인쇄 로울(333)과 닙 로울(520)사이에 형성된 닙을 통해 통과시켜, 연마 입자와 접합제 혼합물을 기재(512)의 제1 주표면(513)에 접촉시키고, 기재(512)의 제2 주표면(514)은 인쇄 로울(333)의 표면에 접촉시킨다. 접합제를 일부 이상 경화시키기 위한 에너지는 에너지원(524)에 의해 부여된다. 기재를 인쇄 로울(333)로부터 분리시키고, 통상 유동성 재료를 기재와 인쇄 로울사이에, 절단 장치(345)로 절단시킬 수 있는 세선 유사 형태로 전개시킨다. 후크형 스템의 구조적 특징을 변화시키고 후크형 스템의 배향을 유도하기 위해 기류(351)를 사용할 수 있다. 이와 같은 변화로 연마 피복물은 기재가 인쇄 로울(333)로부터 떠난후 기재에 피복될 수 있다.

본 양태의 바람직한 방법에 있어서, 방사선 에너지는 제조 용구를 통해 혼합물내로 직접 투과된다. 제조 용구를 제조하는 재료는 인지가능한 정도의 방사선 에너지를 흡수하지 않거나 방사선 에너지에 의해 분해되지 않는 것이 바람직하다. 예컨대, 전자 빔 에너지가 사용되는 경우, 제조 용구는 셀룰로스계 재료로 제조되지 않는 것이 바람직하며, 이는 전자가 셀룰로스를 분해하기 때문이다. 자외선이나 가시광선이 사용되는 경우, 제조 용구 재료는 자외선이나 가시광선을 각각 충분랑 투과시켜 바람직한 경화를 유발시켜야만 한다.

제조 용구는 방사선원에 의한 분해를 피할 수 있을 정도로 충분한 속도로 작동되어야만 한다. 방사선원에 의한 분해에 대해 비교적 높은 저항성을 갖는 제조 용구는 비교적 낮은 속도로 작동시킬 수 있다. 즉, 방사선원에 의한 분해에 대해 비교적 낮은 저항성을 갖는 제조 용구는 비교적 높은 속도로 작동될 수 있다. 요약하면, 제조 용구의 적절한 속도는 제조 용구가 제조되는 재료에 따라 달라진다. 복합 연마재가 접합된 기재는 제조 용구와 동일한 속도로 작동되어야만 한다. 속도 이외에도, 온도 및 인장과 같은 다른 매개변수들도 기재 또는 제조 용구에 악영향을 미치지 않게 선택되어야만 한다. 9.1 내지 18.3 미터/분(30 내지 60피트/분)의 기재 속도가 바람직한 것으로 밝혀졌으나, 30미터/분(100피트/분)이상의 속도와 같은 기타 다른 속도들도 사용될 수 있다.

전술한 방법에 따라 제공된 연마 물품의 바람직한 양태를 도 12A에 예시한다. 연마 물품(510)은 제1 주표면(516) 및 제2 주표면(517)을 가진 기재(511)를 포함한다. 제2 주표면(517)은 이로부터 돌출하는 후크형 스템(518)을 갖고 있다. 후크형 스템(518)은 본원에 기술된 다양한 후크형 스템 양태들중 임의의 것이라도 바람직하며, 보다 바람직한 것은 도 2b 및 도 2c에 일반적으로 예시한 유형이다. 일정 구조의 연마 복합재(512)는 기재(511)의 제1 주표면(516)에 접합시킨다. 복합재(512)는 접합제(514)내에 분산된 연마 입자(513)를 함유한다. 표면(515)은 전술한 바와 같은 복합재(512)의 정밀 형태를 한정한다. 도 12A에 예시한 바와 같이, 복합재(512)는 그들 각각의 기저부분이 서로 접촉하고 있다. 도 12B에 예시된 바에 따르면, 연마 복합재(512)는 그들의 기저 부분이 서로 분리되어 있다. 연마 물품은 그들의 기저 부분이 모두 접촉하거나 전혀 접촉하지 않은 연마 복합재를 가질 수 있거나, 또는 접촉형 연마 복합재와 분리형 연마 복합제(512)의 혼합으로 구성될 수도 있다. 이러한 양태의 연마 복합재들은 서로 동일한 것으로서 예시되어 있다. 복합재는 전술한 바와 같이, 도 15와 도 16에 예시한 것과 다른 높이와 형태를 가질 수도 있다. 대안적으로, 연마 복합재는 전술한 것과 높이는 동일하나 형태는 다를수도 있다.

제조 용구

제조 용구는 복수의 공동을 함유한다. 이 공동들은 본질적으로 연마 복합재의 역위된 형태로서 연마 복합재의 형태를 산출한다. 이 공동들은 돔, 피라미드, 절두 피라미드, 프리즘, 또는 임의의 횡단면적(즉, 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 팔변형 등)을 가진 기둥의 역위된 형태와 같은 임의의 기하학적 형태일 수 있다. 이 공동들의 크기는 바람직한 수의 연마 복합재/in²를 산출할 수 있도록 선택한다. 이 공동은 인접한 공동간에 공간을 지닌 점 유사 형태로 제공될 수 있거나또는 서로 인접해 있을 수도 있다. 공동은 서로 인접해 있는 것이 바람직하다. 또한, 공동의 형태는 연마 복합재의 표면적이 기재보다 적은 정도로 선택한다. 제조 용구는 금속(예, 니켈), 금속 합금, 또는 플라스틱으로 제조할 수 있다. 제조 용구는 또한 이로 부터 연마 물품이 보다 용이하게 박리될 수 있도록 박리 피복물을 함유할 수 있다. 이러한 박리 피복물의 예로는 실리콘류 및 플루오로화합물류를 포함한다.

제조 용구는 접합제를 경화시키기 위한 방사선 에너지가 투과되도록 제조 용구를 선택하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 복합재를 접합시키고자 하는 기재가 방사선 에너지를 투과시킬 수 있는 것이어도 무방하다. 방사선이 제조 용구를 통해 투과되는 경우에는, 방사선 에너지를 흡수하는 기재를 사용할 수 있는데, 방사선 에너지가 기재를 통해 투과될 필요가 없기 때문이다.

바람직한 제조 용구가 스퍼젼등의 문헌에 기술되어 있다. 제조 용구는 벨트, 예를 들면 연속 벨트 형태, 시이트, 연속 시이트 또는 웨브, 코팅 로울, 코팅 로울상에 장착된 슬리브, 또는 다이의 형태를 취할 수 있다. 혼합물과 접촉하게 되는 제조 용구의 표면은 본 명세서에서 "접촉 표면"으로 불렀다. 제조 용구가 벨트, 시이트, 웨브 또는 슬리브의 형태로 존재할 경우, 이는 접촉 표면과 비접촉 표면을 가질 것이다. 제조 용구가 로울의 형태로 존재할 경우에는 접촉 표면만을 가질 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조되는 연마 물품의 형태는 제조 용구의 접촉 표면이 가진 패턴의 역상 패턴일 것이다.

제조 용구를 제작하는데 사용될 수 있는 열가소성 재료로는 폴리에스테르,폴리카르보네이트, 폴리(에테르 설폰), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 또는 이들의 배합물을 들 수 있다. 열가소성 재료는 첨가제, 예컨대 가소제, 자유 라디칼 스캐빈저 또는 안정제, 열 안정제, 산화방지제 및 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 이러한 재료들은 자외선 및 가시광선 영역에 대하여 실질적으로 투과성이다. 제조 용구의 한 유형이 도 18에 도시되어 있다. 이 제조 용구(570)는 2 개의 층(571) 및 (572)를 포함한다. 층(571)의 표면은 비교적 편평하고 평활하다. 층(572)의 표면은 패턴을 갖는다. 층(571)은 높은 내열성과 강도를 나타낸다. 층(571)에 적당한 재료로서는 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르를 들 수 있다. 층(572)은 낮은 표면 에너지를 나타낸다. 저 표면 에너지의 재료는 그 제조 용구로부터의 연마 물품의 용이한 박리를 향상시킨다. 층(572)에 적당한 재료의 예로서는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 들 수 있다. 열가소성 재료로 제조된 일부의 제조 용구에 있어서는, 과다한 열이 발생되지 않도록 연마 물품을 제조하기 위한 작업 조건을 설정해야 한다. 과열이 발생할 경우, 이는 열가소성 용구를 변형시키거나 용융시킬 수 있다. 경우에 따라서는, 자외선이 열을 발생한다. 또한, 단일 층으로 이루어진 용구도 사용가능하며, 많은 경우에 선택되는 용구이다.

열가소성 제조 용구는 다음과 같은 절차에 따라 제조할 수 있다. 먼저, 마스터 용구를 제공한다. 마스터 용구는 금속, 예를 들면 니켈로 제조되는 것이 바람직하다. 마스터 용구는 임의의 통용되는 기법, 예컨대 조각법, 톱니성형법, 조면화 기법, 전기성형법, 다이아몬드 선반세공, 레이저 가공등의 기법에 의해 제작될 수있다. 제조 용구의 표면상에 패턴이 필요한 경우, 마스터 용구는 그 표면상에 제조 용구의 패턴과 역상인 패턴을 가져야 한다. 열가소성 재료를 마스터 용구로 엠보싱하여 패턴을 형성할 수 있다. 열가소성 재료가 유동가능한 상태로 존재하는 동안 엠보싱을 수행할 수 있다. 엠보싱 처리한 후에, 열가소성 재료를 냉각시켜서 응고시킬 수 있다.

또한, 제조 용구는 경화된 열경화성 수지로 제조될 수 있다. 열경화성 재료로 제조된 제조 용구는 다음과 같은 절차에 따라서 제조할 수 있다. 미경화된 열경화성 수지를 전술한 바와 같은 유형의 마스터 용구에 도포한다. 미경화된 수지가 마스터 용구의 표면상에 존재하는 동안, 이를 가열하여 경화 또는 중합시키므로써, 그 마스터 용구의 표면 패턴과 역 형상인 패턴을 갖도록 할 수 있다. 이어서, 경화된 열경화성 수지를 마스터 용구의 표면으로부터 제거한다. 제조 용구는 경화된 방사선 경화성 수지, 예를 들면 아크릴화 우레탄 올리고머로 제조될 수 있다. 방사선 경화된 제조 용구는, 경화 단계를 방사선, 예컨대 자외선 노출에 의해 수행한다는 점을 제외하고는, 열경화성 수지로 제조된 용구와 동일한 방식으로 제조된다.

특히 유용한 제조 용구를 다음과 같은 방법에 의해서 제조하였다. 니켈로 제조되고 제조 용구의 목적하는 표면 형태의 역상인 형태를 가지는 전면과 편평한 배면을 가지는 마스터 용구를 그 전면이 앞을 향하도록 수평면상에 배치하였다. 그 마스터 용구의 가장자리를 따라 적절한 길이의 1/4 평방인치의 강철 소재를 덮어서 마스터 용구의 전면을 둘러싸는 방벽수단을 형성시켰다. 그 방벽수단을 "3M Express" 비닐 폴리실록산 각인 재료(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니)의 비이드를 사용하여 마스터 용구에 접합시켰다. 엘라스토머("Sylgard #184", 다우 코닝 코오포레이션)를 제조업자의 지침에 따라서 접촉 반응시킨 후에, 1/16 인치 내지 1/8 인치 깊이를 가진 층을 제공하기에 충분한 양으로 상기 마스터 용구의 전면상에 주입하였다. 이 조립체를 실온에 8 시간동안 방치하여 기포를 제거하고 겔을 형성시켰다. 이어서 조립체를 오븐에 넣고 49℃ 의 온도에 24 시간동안 방치하여 엘라스토머의 치수를 고정시켰다. 4 시간의 지속기간동안 204℃ 의 온도에서 경화시켜서 최대의 기계적 강도를 가진 엘라스토머를 얻었다. 냉각시킨 후에, 엘라스토머 제조 용구를 마스터 용구로부터 분리시키고 그 제조 용구의 가장자리를 다듬질하였다. 이어서 마무리된 엘라스토머 제조 용구를 사용하여 본 발명의 방법에 의해 연마 물품을 제조할 수 있다.

또한 제조 용구의 접촉 표면은 박리 코팅을 함유하여 그 제조 용구로부터 연마 물품을 더욱 용이하게 박리할 수 있다. 이와같은 박리 코팅의 예로서는 실리콘 및 플루오로화합물을 들 수 있다.

에너지원

연마재 슬러리가 열경화성 접합제 전구물질을 포함하는 경우, 그 접합제 전구물질은 경화시키거나 중합시킨다. 이와 같은 중합반응은 일반적으로 에너지원에 대한 노출에 의해 개시된다. 에너지원의 예로서는 열 에너지 및 방사선 에너지를 들 수 있다. 에너지의 양은 접합제 전구물질의 화학종, 연마재 슬러리의 치수, 연마 입자의 양과 종류 및 선택적 첨가제의 양과 종류와 같은 몇가지 인자에 따라 좌우된다. 열 에너지의 경우에, 온도는 약 30 내지 150℃ 범위, 일반적으로 40 내지120℃ 범위일 수 있다. 시간은 약 5 분 내지 24 시간 이상의 범위일 수 있다. 방사선 에너지 원으로는 전자 빔, 자외선 또는 가시광선을 들 수 있다. 전자 빔 방사선은 이온화 방사선으로도 공지되어 있으며, 이는 약 0.1 내지 약 10 Mrad의 에너지 준위하에, 바람직하게는 약 1 내지 약 10 Mrad의 에너지 준위하에 사용될 수 있다. 자외선은 약 200 내지 약 400 나노미터, 바람직하게는 약 250 내지 400 나노미터 범위내의 파장을 갖는 비미립자성 방사선 에너지를 의미한다. 300 내지 600 와트/인치의 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 가시광선은 약 400 내지 약 800 나노미터, 바람직하게는 약 400 내지 약 550 나노미터 범위내의 파장을 가진 비미립자성 방사선을 의미한다. 기타 에너지원으로는 적외선 및 마이크로파를 들 수 있다.

실시예 30 내지 33

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 상세히 예시하고자 하나, 후술하는 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 후술하는 실시예에서 특별한 언급이 없는 한, 모든 부, 퍼센트, 비율등은 중량을 기준으로 한 것이다. 이하에서는 다음과 같은 약어를 사용하였다.

- ASF : 무정형 실리카 충전제, 데구사에서 상표명 "OX-50"으로 시판함.

- PH2 : 2-벤질-2-N,N-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부탄온, 시바 가이기 코오포레이션에서 상표명 "Irgacure 369" 로 시판함.

- SCA : 실란 커플링제인 3-메타크릴옥시프로필-트리메톡시실란, 유니온 카바이드에서 상표명 "A-174" 로 시판함.

- TATHEIC : 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트의 트리아크릴레이트.

- TMPTA : 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트.

- HAO : 열처리된 산화알루미늄, 등급 P-240, 독일, 구슬러에 소재하는 H.C.스타크 게엠베하 운트 콤파니에서 시판함.

- KBF₄: 칼륨 테트라플루오로보레이트, 연마조제로서 사용됨.

전반적으로 상기 도 5와 관련하여 기재한 실시양태에 따라서 제2 주요 표면상에 일체로 형성된 후크형 스템을 포함하는 기재를 제공하였다. 그 기재는 텍사스, 휴스턴에 소재하는 쉘 케미칼 컴패니에서 SSD7-463으로 시판하는 폴리프로필렌 공중합체 수지를 포함하였다. 상기 후크형 스템은 기재 표면으로부터 그 후크형 스템의 상단까지의 높이가 약 0,64 mm(0.025 인치)이었다. 그 스템은 도 2c에 예시한 바와 같은 후크형부를 포함하며, 후크형부는 스템 본체 이상으로 방사상으로 약 0.13-0.18 mm(0.005-0.007 인치) 의 길이만큼 전개되어 있다 기재 두께는 약 0.13 mm(0.005 인치)이었다. 보다 두꺼운 기재를 사용할 경우, 연마 물품의 내구성이 더욱 커질 수 있다.

지지체의 제1 주표면은 연마재 피복물을 도포하기에 앞서 당분야에 공지된 바와 같이 코로나 방전 처리하였다. 코로나 처리는 2 개의 전극을 사용하여 25℃하에 수행하였다. 기재와 전극을 서로에 대하여 6 m/분의 속도로 이동시키고 1.7 주울의 에너지를 기재에 전달하였다. 연마재 피복물은 코로나 처리한지 약 20 시간 경과후예 기재에 도포하였다.

연마재 피복물을 제조 및 도포하기 위한 절차

피퍼 등의 문헌과 스퍼젼 등의 문헌에 교시된 바에 따라서, 다음과 같은 일반적인 절차를 사용하여 연마재 코팅 구조체를 제조하였다. 먼저, 하기 표 2 에 제시한 바와 같은 원료를 철저하게 혼합시키므로써 연마재 슬러리를 제조하였다. 모든 비율은 중량을 기준으로 한 것이다.

연마재 슬러리를 76 마이크로미터(0.003 인치) 갭을 사용하여 나이프 피복기로 피라미드형 패턴을 가진 제조 용구상에 피복하므로써 연마재 슬러리를 용구내의 오목부에 충전시켰다. 제조 용구는 도 13에 도시한 바와 같은 제1 단부와 제2 단부를 가진 벨트이었다. 본 발명에 있어서 필수적인 것은 아니지만, 본 실시예는 후프만등에 의해 교시된 바와 같이 2 개의 인접한 복합재가 동일한 형상을 갖지 않는 피라미드 패턴을 제공하도록 제조하였다. 355 마이크로미터(0.014 인치) 높이의 피라미드는 사면체(밑변 제외)이며, 그들의 밑변은 서로 근접시켰다.

이어서, 배면상에 후크형 스템을 가진 기재를 닙 로울과 지지 드럼에 의해서 제조 용구에 대해 가압하여 기재의 앞면을 연마재 슬러리로 습윤시켰다. 닙 로울의 온도는 55 ℃로 유지시켰다. 지지 드럼과 닙 로울 사이의 압력은 45 파운드이었다. 후크형 수단을 가진 기재는 10 파운드의 장력하에 인장한 반면, 제조 용구는 15 파운드의 장력하에 인장하였다.

퓨전 시스템즈에서 시판하는 2 "D" 전구에 의해 발생되는 약 236 와트/cm(600 와트/인치)의 조사량하의 가시광선 및 자외선을, 제조 용구를 통해서 연마재 슬러리내로 투과시켰다. 따라서, 제조 용구는 스퍼젼등의 문헌에 교시된 바와 같이 접합제를 경화시키기에 충분한 방사선 에너지를 투과할 수 있는 것을 선택한다. 방사선은 수지 접착제의 중합반응을 개시시켜 연마재 슬러리를 연마 복합재로 변환시키며, 그 연마 복합재를 서로 접착시켰다. 다양한 실시예의 피복 및 경화 단계를 하기 표 3 에 나타낸 바와 같이 수행하였다. 이어서, 연마 복합재 구조체를 제조 용구로부터 분리시켜서 연마 물품을 제조하였다.

시험 절차

한 측면상에 후크형 스템을 가질 기재상에 피복된 연마재 구조체를 전술한 바와 같이 제조하였다. 그 연마 물품 구조체를 상기 실시예 4 내지 27에 전술한 바와 같은 3 가지 방식으로 시험하여 평가하였다. 단, 등급 3은 추가로 약간의 주름이 분명히 나타나는 등급 3a 와 극심한 가장자리 들뜸 현상이 나타나는 등급 3b로 분할하였다. 연마 물품 구조체를 실시예 4 내지 27에 기술한 바와 같이, 길포드 밀즈에서 상표명 19073으로 시판하는 편성된 나일론 섬유 루프 재료를 사용하여 백업 패드에 부착시켰다. 그 결과는 다음과 같다: 방식 1 에 대해서는 등급 5; 방식 2에 대해서는 등급 5; 그리고 방식 3 에 대해서는 등급 3a. 이러한 결과는 연마 복합재와 기재간의 접합 강도가 적합하며 그와 같은 연마 물품은 샌드연마용으로 적합함을 시사한다.

또한, 연마 물품 구조체의 샘플을 다음과 같이 시험하였다. 페인트 패널상에 사용되는 내쇼날 디트로이트 DA 샌더를 사용하여 즉석 샌드연마를 수행하였다. 연마 물품 구조체는 1 분에 평균 0.69 g의 페인트를 절단하고, 3 분에 평균 1.9 g의 페인트를 절단하는 것으로 밝혀졌다. 시험하는 동안 껍질이 벗겨지는 현상, 즉 기재로부터 연마 복합재가 층간박리되는 현상의 징후는 거의 없었다. 이러한 결과 역시 연마 복합재와 기재간의 접합 강도가 적합하고 그와 같은 연마 물품을 샌드 연마 용도로 사용하기에 적합함을 입증한다.

또한, 샘플을 다음과 같이 소위 쉬퍼(Scheifer) 시험으로 조사하였다. 쉬퍼 시험은 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트(CAB) 도우넛 시험편상에서 10 cm(4 인치) 연마 디스크를 작동시키는 것으로 이루어진다. 연마재는 시험편과 동일한 속도하에 동일한 방향으로 회전하지만, 시험편으로부터 중앙에서 떨어진 위치에 유지된다. 샌드연마하는 동안에 10 파운드의 추를 사용하여 시험편상의 연마 디스크를 유지시켰다. 연마 디스크를 500 회 회전시킨 후에, 시험편으로부터 제거된 재료의 양 및 시험편의 표면 마무리상태를 측정하였다. 3 가지 샘플을 이와 같이 시험한 결과, 매회 작업시에 평균 0.243 g 의 재료가 제거되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 기재로부터 연마 복합재가 층간박리되는 현상은 거의 또는 전혀 인지되지 않았다. 이와 같은 결과는 연마 복합재와 기재간의 접합 강도가 적절하며, 그와 같은 연마 물품은 샌드연마용으로 적합함을 시사한다.

이상에서는 본 발명을 몇가지 구체적인 실시양태와 관련하여 설명하였다. 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나는 일 없이 다양한 변형예를 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들면, 접착제 층을 후크형 스템의 기저부를 둘러싼 영역에 도포하여 대향하는 표면에 대한 연마 물품의 접합을 더욱 용이하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 명세서에 제시된 구체적인 구조에 국한되는 것이 아니며, 첨부된 특허청구의 범위에 기재된 구조 및 이의 등가물에 의해 정해진다.

Claims (20)

1. a) 제1 주표면 및 제2 주표면을 갖는 기재;

   b) 상기 제1 주표면상에 배치된 연마 수단; 및

   c) 상기 제2 표면상에 제공되어 이 표면으로부터 돌출되어 있고, 각각 체결 구조체에 채워질 수 있는 수단을 보유하여 연마 물품을 대향 표면에 박리가능하게 부착시키는 복수의 후크형 스템을 포함하는, 체결 구조체를 가진 대향 표면에 박리가능하게 부착시키기 위한 연마 물품(abrasive article).
2. 제1항에 있어서, 상기 후크형 수단이 각 후크형 스템상에 형성된 1 이상의 헤드를 포함하는 것이 특징인 연마 물품.
3. 제1항에 있어서, 상기 후크형 수단이 약 90도 미만의 원말단 사잇각(an included distal end angle)을 갖는 후크형 스템을 포함하는 것이 특징인 연마 물품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 연마 물품이 원형 디스크인 것이 특징인 연마 물품.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 후크형 스템이 기재의제2 표면에 직접 접하여 일체형을 이루는 것이 특징인 연마 물품.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 후크형 스템이 기저 시이트에 접해 있고, 이 기저 시이트는 기재의 제2 표면에 접합되어 있는 것이 특징인 연마 물품.
7. a) 표면을 연마하는 수단을 포함하는 제1주표면 및 제2 주표면을 가진 연마 시이트를 제공하는 단계;

   b) 상기 제2 표면상에 복수의 돌출 스템을 제공하는 단계; 및

   c) 각 스템에 후크형 부를 제공하여 이 후크형 스템이 대향 체결 구조체에 박리가능하게 채워질 수 있도록 하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 연마 물품의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 단계 b)가

   i) 주형의 둘레 표면에 형성되고 스텔을 형성하도록 개조된 복수의 공동을 가진 주형을 제공하는 단계,

   ii) 상기 둘레 표면 위와 공동내로 유동성 재료를 피복시켜 복수의 스템을 가진 기저 시이트를 형성시키는 단계, 및

   iii) 이 기저 시이트를 연마 시이트의 제2 표면에 접합시키는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 단계 b)가 그라비어 로울로 유동성 재료를 피복시켜 제2 주표면으로부터 돌출하는 복수의 스템을 제공하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 단계 b)가 그라비어 로울로 유동성 재료를 시이트 부재에 피복시킨 뒤, 그 시이트 부재를 연마 시이트의 제2 주표면에 접합시키는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 단계 b)가 유동성 재료를 연마 시이트의 제2 주표면상에 직접 피복시켜 그 표면상에 스템을 제공하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 단계 c)가 스템의 둘레 이상으로 1 이상의 방향을 향해 방사상으로 전개되는 헤드를 각 스템 상에 제공하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
13. 제7항에 있어서, 상기 단계 c)가 약 90도 미만의 원말단 사잇각을 형성하도록 각 스템을 성형하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
14. a) 표면을 연마하는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 제2 주표면을 가진 연마 시이트를 제공하는 단계;

    b) 평행한 복수의 레일 부재가 돌출되어 있는 기저 시이트를 제공하도록 개조된 다이 개구부를 통해 유동성 재료를 압출시키는 단계;

    c) 레일 부재의 종축에 대해 횡방향으로 레일 부재를 절단하는 단계;

    d) 각각의 레일 부재들의 절단부가 서로 이격되도록 기저 시이트를 신장시켜 후크형 스템을 제공하는 단계; 및

    e) 상기 기저 시이트를 연마 시이트에 접합시켜 연마 물품을 제공하는 단계를 포함하는 연마 물품의 제조 방법.
15. (a) 주표면을 가진 지지체 부재 및 그 주표면에 접해 있는 체결 표면을 포함하되, 이 체결 표면은 돌출된 후크형 스템을 체결시킬 수 있는 수단을 포함하는 것인 백업 패드; 및

    (b) 가공품의 표면을 연마하는 수단을 포함하는 제1 주표면 및 상기 백업 패드의 체결 수단에 박리가능하게 체결될 수 있는 후크형 스템을 포함하는 제2 주표면을 가진 기재를 포함하는 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 연마 물품을 포함하는 연마 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 후크형 스템 체결 수단이 돌출된 루프를 가진 루프 재료를 포함하는 것인 연마 장치.
17. (a) 주표면을 가진 지지체부 및 이 주표면에 접하여 돌출되어 있는 복수의 후크형 스템을 포함하는 백업 패드; 및

    (b) 상기 주표면에 박리가능하게 부착되어 있고, 제1 및 제2 의 대향 패드 표면을 포함하되, 이 제1 패드 표면은 백업 패드의 주표면으로부터 돌출된 후크형 스템에 박리가능하게 체결될 수 있는 체결 표면을 포함하고 상기 제2 패드 표면은 연마 물품으로부터 돌출된 후크형 스템에 박리가능하게 체결될 수 있는 체결 표면을 포함하는 것인 변환 패드를 포함하여, 복수의 후크형 스템이 표면으로부터 돌출되어 있는 연마 물품과 함께 사용하기 위한 연마 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 장치가, 변환 패드에 박리가능하게 부착되어 있되, 변환 패드의 체결 표면에 박리가능하게 채워질 수 있는 돌출된 후크형 스템을 포함하는 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 연마 물품을 더 포함하는 것이 특징인 연마 장치.
19. a) 제1 주표면 및 복수의 후크형 스템을 포함하는 제2 주표면을 가진 기재를 제공하는 단계;

    b) 복수의 공동을 포함하는 접촉면을 가진 제조 용구를 제공하는 단계;

    c) 상기 제조 용구의 접촉면과 상기 기재의 제1 주표면 중 한 면위에, 복수의 연마 입자와 접합제를 함유하는 연마재 피복 전구체를 피복시키는 단계;

    d) 상기 기재의 제1 주표면과 상기 제조 용구의 접촉면을 접촉시키는 단계;

    e) 상기 연마재 피복 전구체가 적어도 부분 경화되는 조건하에 그 연마 피복 전구체를 노출시켜, 상기 공동에 의해 정확한 형태를 갖는 복수의 연마 복합재를 포함하면서 상기 제1 주표면에 접착된 연마 피복물을 형성시키는 단계; 및

    f) 상기 제조 용구로부터 상기 피복 연마 물품을 분리하는 단계를 포함하는 피복 연마 물품의 제조 방법.
20. 연마 수단이 제1 주표면상에 배치된 정밀성형된 복수의 연마 복합재를 포함하고, 이 복합재 각각이 기재에 그 복합재를 부착시키는 수단을 제공하는 접합제 중에 복수의 연마 입자를 분산 함유하는 것이 특징인, 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 체결 구조체를 가진 대향 표면에 박리가능하게 부착시키기 위한 연마 물품.