KR100573509B1 - 기공 막힘 억제 처리제 - Google Patents
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Abstract
연마재는 금속 실리케이트, 실리카, 금속 카보네이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 무기 기공 막힘 억제제로 본질적으로 이루어진 층으로 오버사이즈 코팅된다. 금속 실리케이트는 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 한 가지 양태에 있어서, 규산마그네슘은 활석을 포함하고, 규산알루미늄칼륨은 운모를 포함하며, 규산알루미늄은 점토를 포함하고, 규산칼슘은 규회석을 포함한다. 실리카는 용융 실리카, 퓸드 실리카 및 무정형 침강 실리카로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 금속 카보네이트는 탄산칼슘을 포함할 수 있다. 금속 설페이트는 함수 황산칼슘 또는 무수 황산칼슘을 포함할 수 있다.
기공 막힘 억제제, 연마재, 금속 실리케이트, 실리카, 금속 카보네이트 및 금속 설페이트
Description
연마포지(硏磨布紙: Coated abrasive) 제품은, 끝처리가 곤란한 연질 재료, 예를 들면, 페인팅된 표면을 포함할 수 있는 다양한 기판의 연마에 사용된다. 이러한 연질 재료를 끝처리하는 경우, 연마포지 제품은 조기 기공 막힘으로 인해 이들의 최대 능력을 발휘할 수 없다. 기공 막힘(loading)이란, 연마재 입자들 사이의 공간을 막아 연마재 제품이 지속적으로 작업 기판 또는 표면을 효과적으로 연마하지 못하게 하는 절삭 지스러기가 유착하는 것이다. 연마재 산업상의 방법은, 오버사이즈 코팅(oversize coating)으로서 도포되거나, 통상 제1 사이징 피복이라 칭하는 사이즈 코팅(size coating) 속으로 도입되는 금속 비누(즉, 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트) 등의 화학적 화합물을 사용하는 것이다. 스테아레이트 기술은 적절한 스톡 제거와 기공 막힘 억제(anti-loading) 특성을 제공한다. 그러나, 금속 스테아레이트는 공작물 표면 위에 표면 에너지가 낮은 재료의 잔사를 잔류시키며, 이는 다운스트림 페인팅 공정에서의 피복 결함 등과 같은, 공작 작업 후의 문제를 유발할 가능성이 있다.
이러한 표면 에너지가 낮은 재료에 의한 오염은 연마된 기판의 물 접촉 각을 측정함으로써 검출할 수 있다. 이러한 과제를 해결하기 위한 통상의 수단은, 바람직하게는 모든 오물이 제거되도록 연마된 표면을 용제 와이프(solvent wipe)로 세정하거나 비스테아레이트화 제품으로 끝처리하는 것이다.
발명의 요약
연마된 표면을 용제 와이프로 세정하는 단계는 도포 공정에서 소중한 시간과 비용을 소비하기 때문에 생략하는 것이 바람직할 수 있다. 추가로, 비스테아레이트화 제품은 통상 장기간 수명을 제공하지 못한다.
한 가지 양태에 있어서, 본 발명에 따르는 연마포지 또는 복합 연마재 등의 연마재는 본질적으로 금속 실리케이트, 실리카, 금속 카보네이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 무기 기공 막힘 억제제로 이루어진 층으로 오버사이즈 코팅되어 있다.
당해 층은 본질적으로 무기 기공 막힘 억제 첨가제로 이루어져 있으며, 이는 당해 층이 유기 산, 오가노포스페이트, 오가노실리케이트, 오가노보레이트 등의 금속염을 포함하여 통상의 기공 막힘 억제 첨가제로 대표되는 것과 같은 유기 성분을 갖는 첨가제를 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 무기 기공 막힘 억제제를 도포하는 데 사용되는 비히클을 제공하는 경화되는 결합제 성분의 존재를 배제하는 것은 아니다.
금속 실리케이트는 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 한 가지 양태에 있어서, 규산마그네슘에는 활석이 포함되고, 규산알루미늄칼륨에는 운모가 포함되며, 규산알루미늄에는 점토가 포함되고, 규산칼슘에는 규회석이 포함된다. 실리카는 용융 실리카, 퓸드 실리카 및 무정형 침강 실리카로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 금속 카보네이트에는 탄산칼슘이 포함될 수 있다. 금속 설페이트에는 수성 황산칼슘 또는 무수 황산칼슘이 포함될 수 있다.
기공 막힘 억제제는 모스(Mohs) 경도 값이 약 7 미만, 바람직하게는 약 3 미만일 수 있다. 기공 막힘 억제제는 평균 입자 직경 크기가 약 30㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 20㎛의 범위일 수 있다. 이는 기공 막힘 억제제가, 연마되는 표면, 예를 들면, 페인팅된 금속 표면으로부터의 절삭 지스러기와 결합한 충분히 작은 입자를 형성하게 하여, 연마포지의 표면 속에서의 절삭 지스러기의 충분한 응집에 의한 기공 막힘을 방지한다. 즉, 기공 막힘 억제제의 입자는, 페인팅된 표면을 연마포지를 사용하여 연마하여 마모된 절삭 지스러기가 생성되면, 이러한 절삭 지스러기 입자와 결합하여 이들 입자의 응집을 억제하는 기공 막힘 억제제의 입자가 방출되도록 하는 크기를 갖는다.
추가의 양태에 있어서, 기공 막힘 억제제의 농도는 주로 오버사이즈 코팅 층에 집중되어 있다. 예를 들면, 기공 막힘 억제제의 농도는 오버사이즈 코팅 층의 10용적(%) 이상, 바람직하게는 약 60용적(%) 이상일 수 있다.
기공 막힘 억제제는 바람직하게는, 예를 들면, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 결합제에 분산된다. 예를 들면, 열가소성 수지는 라텍스를 포함할 수 있고, 열경화성 수지는 우레아 포름알데하이드, 페놀계, 에폭시, 우레탄 및 방사선 경화성 수지 시스템으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
제1 표면을 갖는 배면 층, 복수 개의 연마재 입자가 배면 층의 제1 표면에 침착된 연마재 층, 및 연마재 층 위에 침착된 본질적으로 무기 기공 막힘 억제제로 이루어진 층을 포함하는, 연마포지 또는 복합 연마재 등의 연마재가 또한 제공된다. 한 가지 양태에 있어서, 기공 막힘 억제제는 경화된 사이즈 코팅 위에 침착된다.
복수 개의 연마재 입자를 배면 층의 제1 표면에 부착시키는 단계 및 본질적으로 기공 막힘 억제제로 이루어진 층을 연마재 입자 위에 침착시키는 단계를 포함하는, 연마포지 또는 복합 연마재 등의 연마재를 형성하는 방법이 또한 제공된다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적, 특징 및 잇점은 본 발명의 바람직한 양태에 대한 보다 구체적인 다음 설명으로부터 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 반드시 크기에 비례하는 것은 아니며, 대신에 본 발명의 원리를 설명하기 위해 강조한 것이다.
도면은 고체, 액체 및 증기의 접촉각(θ)을 설명한다.
연마포지는 일반적으로, 이들이 적용되는 제품 표면의 연마 또는 마모에 사용될 수 있는 지지체 배면에 부착된 연마재 그릿들을 갖는 제품을 포함한다.
연마포지의 지지체 배면은 강성일 수 있지만, 일반적으로는 가요성이고, 통상 종이, 직물, 섬유성 패드, 중합체성 필름, 가황 섬유 또는 이들 재료의 조합체 등과 같은 재료의 웹을 포함한다. 몇몇 분야에 있어서, 지지체 배면은 먼저, 성긴 섬유(loose fiber)들의 집합체를 포함하고, 당해 성긴 섬유들의 집합체에 연마재 그릿들이 추가의 결합제 물질의 존재 또는 부재하에 부가되어, 전면적으로 연마재 그릿들을 갖는 연마재 웹이 제공된다. 부착용 결합제가 존재하지 않을 경우에는 섬유들과 연마재 그릿들의 성긴 집합체를 압축시키고, 부착용 결합제가 존재하는 경우에는 섬유들과 연마재 그릿들의 성긴 집합체를 고정시키거나 경화시켜, 연마포지를 형성시킨다.
연마재 그릿들은 일반적으로 공작물의 연마 능력을 갖는 모든 재료일 수 있고, 통상 모래, 부싯돌, 강옥, 금속 산화물(예: 산화알루미늄), 알루미늄-지르코니아, 세라믹 알루미나, 다이아몬드, 탄화규소, 가닛, 루우지(rough), 크로커스(crocus) 등을 포함한다. 그릿들은 통상 연마 수단으로서 작용하는 예리한 엣지를 갖지만, 예리한 엣지의 품질 및 양은 용도에 따라 달라진다. 그릿들은 지지체 배면에 매립되거나 지지체 배면에 섞일 수 있지만, 보다 통상적으로는 적절한 결합제 물질에 의해 지지체 배면에 부착된다. 그릿들은 특정한 패턴 또는 결(grain)로 웹에 도포 또는 혼합되거나, 무작위로 분포할 수 있다. 통상적으로는, 연마포지가 하나 이상의 층에서 입상 절단 엣지의 분포가 적절한 고정된 결을 갖도록 정교한 수단이 채택된다.
결합제 물질은 일반적으로, 그릿들을 지지체 배면에 부착시키는 작용을 하고 연마 공정이 무효화 되는 것을 방지하는 작용을 하는 사용하기에 적절한 모든 물질이다. 통상의 결합제 물질에는 페놀계 수지, 가죽 아교, 니스, 에폭시 수지, 아크릴레이트, 다관능성 아크릴레이트, 우레아-포름알데하이드 수지, 삼관능성 우레탄, 폴리우레탄 수지, 락커, 에나멜, 및 지지체 배면에 대한 부착과 관련하여 그릿들을 안정화시키는 능력을 갖는 다양한 기타 물질이 포함된다. 일반적으로, 결합제 물질은 연마하고자 의도하는 표면에 대하여 연마포지가 최대 효율을 제공하도록 주의하여 선택한다. 과도한 열 발생으로 인한 연화 또는 연소 또는 이들 둘 다에 대한 내성을 가지면서도 적절한 부착력을 제공하는 결합제 물질을 선택하도록 주의해야 한다.
그릿들은 결합제 물질을 사용하여 지지체 배면 위에 또는 주위에 분무할 수 있거나 피복할 수 있거나, 또는 지지체 배면 위에 또는 주위에 침착시킬 수 있거나, 지지체 배면을 결합제 물질로 피복한 후에 피복된 결합제 물질 위에 그릿들을 침착시킬 수 있다. 다수의 기타 유형의 지지체 배면, 입상 재료, 결합제 물질, 지지체 배면 위에의 그릿들의 정렬 수단, 그릿들의 부착 수단 등은 당해 분야에 공지되어 있으며, 이들은 본 발명의 범위 내에서 의도되는 변형으로 인정되어야 한다.
일반적으로, 통상의 연마포지를 제조할 때에는 (전처리되거나 전처리되지 않은) 배면재를 제공하고, 결합제 수지로 이루어진 메이크 코팅(make coating)을 도포하는 한편, 결합제 수지가 여전히 점착성인 동안 메이크 코팅 위에 연마재 그릿들을 도포하고, 결합제 수지를 경화시켜 연마재 그릿들을 제자리에 유지시킨다. 이어서, 본질적으로 결합제 수지 및 임의의 충전제, 연마 조제 등을 포함하는 사이즈 코팅(size coating)을 연마재 그릿들 위에 도포하여 경화시킨다. 사이즈 코팅의 주요 기능은 그릿들을 제자리에 고정시키고, 연마재 그릿들이 이들의 연마 능력이 소진되기 전에 연마포지 구조물로부터 뽑혀서 제거되지 않고 공작물을 연마하게 하는 것이다. 몇몇 경우에, 수퍼사이즈 층(supersize layer)이 사이즈 코팅 위에 침착된다. 이러한 수퍼사이즈 층의 기능은 연마포지 표면 위에 특별한 특성, 예를 들면, 향상된 연마 성능, 표면 윤활성, 대전방지성 또는 기공 막힘 억제성을 제공하는 첨가제를 위치시키는 것이다. 수퍼사이즈 층은 반드시 그런 것은 아니지만, 일반적으로는, 연마포지 위에 연마재 그릿들을 제자리에 고정시키는 데 참여하지 않는다.
첨가제는 결합제 속의 분산액으로서 도포되거나(당해 결합제 속의 분산액은 후속적으로 경화된다), 액체 분산액으로서 도포될(당해 액체 분산액은 단순 건조에 의해, 도포된 표면에 첨가제를 잔류시킨다) 수 있다. 한 가지 양태에 있어서, 결합제에는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 포함된다. 예를 들면, 열가소성 수지에는 라텍스가 포함되고, 열경화성 수지는 우레아 포름알데하이드, 페놀계, 에폭시, 우레탄 및 방사선 경화성 수지 시스템으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 몇몇 첨가제의 경우, 분산 매질의 도움 없이도 표면에 대한 부착을 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사이즈 코팅 위에 도포되는 기공 막힘 억제제는 금속 실리케이트, 실리카, 금속 카보네이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 금속 실리케이트는 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 한 가지 양태에 있어서, 규산마그네슘에는 활석이 포함되고, 규산알루미늄칼륨에는 운모가 포함되며, 규산알루미늄에는 점토가 포함되고, 규산칼슘에는 규회석이 포함된다. 실리카는 용융 실리카, 퓸드 실리카 및 무정형 침강 실리카로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 금속 카보네이트에는 탄산칼슘이 포함될 수 있다. 금속 설페이트에는 함수 황산칼슘 또는 무수 황산칼슘이 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용 과정 동안에 무기 기공 막힘 억제제는 미립자를 방출하고, 이러한 미립자는 절삭 공정에 의해 생성된 절삭 지스러기 미립자를 피복함으로써, 이러한 절삭 지스러기 미립자들이 응집되어 형성되는 입자인, 연마포지 표면에 포획되어("기공 막힘"으로 알려져 있음) 문제를 일으키는 보다 큰 입자를 형성하지 못하게 하여 절삭 공정의 효과를 감소시키지 못하게 하는 것으로 보인다. 따라서, 통상의 스테아레이트화 기공 막힘 억제 층의 사용과 관련된 문제를 유발하지 않으면서 연마포지의 기공 막힘이 감소된다. 이러한 통상의 스테아레이트화 첨가제를 사용하면, 연마된 표면이 에너지가 낮은 물질의 미세한 도막으로 뒤덮이고, 이로 인해, 이러한 미세한 도막이 제거되지 않는 한, 연마된 표면의 후속적인 페인팅 또는 광택 연마가 매우 어려워지게 된다.
한 가지 양태에 있어서, 본 발명의 기공 막힘 억제제는 비교적 연성이며, 예를 들면, 모스 경도가 약 7 미만, 바람직하게는 약 3 미만이다. 한 가지 양태에 있어서, 기공 막힘 억제제는 평균 입자 직경 크기 범위가 약 30㎛ 미만, 바람직하게는 약 1 내지 약 20㎛ 범위이며, 입자 크기가 보다 미세한 재료일수록 기공 막힘 억제제로서 보다 우수하게 작용한다.
기공 막힘 억제 특성을 제공하는 한 가지 메카니즘은, 기공 막힘 억제제가 절삭 지스러기 입자들이 서로 부착되지 못하게 함으로써 기공 막힘을 감소시키는 것이라고 생각된다. 본 발명에 따르는 이러한 방식은 연마 동안에 미세한 분진을 발생시키는 데 반해, 무기 기공 막힘 억제제의 부재하에서는 절삭 지스러기들이 연마재 입자들 사이에 박히게 될 볼 또는 거대 칩을 형성하는 경향이 있고, 이는 효과적인 절삭을 방해하며, 연마포지의 수명을 감소시킨다. 이로써, 스테아레이트화 연마재 제품과 비스테아레이트화 연마재 제품을 사용한 연마로부터의 절삭 지스러기의 외관 차이가 명백해진다.
본 발명에 따르면, 오버사이즈 코팅 층의 연마 표면에서 기공 막힘 억제제의 농도는 약 10용적(%) 초과, 바람직하게는 약 60용적(%) 초과이다. 이는 기공 막힘 억제제가, 절삭 지스러기의 응집을 방지하는 미세한 분진을 효과적으로 생성하도록 충분히 존재하는 것을 보증한다.
기공 막힘 억제제는 다른 연마재, 예를 들면, 복합(부직포) 연마재와 함께 사용될 수 있다.
실시예 1: 중간 입자 크기가 상이한 함수 규산마그네슘(활석)
다음 실시예 및 후속 실시예들에서 표준적인 통상의 연마포지가 사용된다. 배면 재료는 A-중량 종이이고, 메이크 코팅 및 사이즈 코팅은 우레아-포름알데하이드 결합제를 포함한다. 각각의 경우, 연마재 입자는 P320 산화알루미늄이다. 기공 막힘 억제 첨가제를 포함하는 오버사이즈 코팅을 이러한 기재 연마포지에 도포한다. 한 가지 경우에는 비교를 위해 어떠한 첨가제도 도포하지 않는다. 두번째 경우에는 아연 스테아레이트를 함유하는 오버사이즈 코팅을 도포하고, 3개의 다른 경우에는 도포된 코팅이 입자 크기가 상이한 함수 규산마그네슘(활석)이다. 첨가제는 라텍스와 물 속의 분산액으로서 도포된다.
이어서, 생성된 연마포지를 사용하여, 각각 2분 간격으로 6회의 접촉 동안 이중 작용 샌더(sander)를 사용하여 아크릴 패널을 연마한다. 연마는 12.7cm(5in) 디스크에 4.5kg(10-lb) 하중으로 실시한다. 12분의 전체 연마 시간 후의 절삭 양을 기록하고, 연마 성능을 대조군을 기준으로 한 절삭 백분율로서 측정한다. 평균 표면 조도(Ra; 조도의 산술 평균)도 측정한다. 결과는 다음 표 1에 기재되어 있으며, 이는 활석이 보다 통상적인 아연 스테아레이트 만큼 효과적임을 입증한다.
| 기공 막힘 억제제 종류 | 기공 막힘 억제제 부재 | 아연 스테아레이트 | 함수 규산마그네슘 (활석) | 함수 규산마그네슘 (활석) | 함수 규산마그네슘 (활석) |
| 항목 | 기재 대조군 | 아연 스테아레이트 | 베르탈 1500 | 수프림(Supreme) HT | 아륵틱(Arctic) 분진 |
| 기공 막힘 억제제 중간 입자 크기 | N/A | 5.6 마이크론 | 15 마이크론 | 7 마이크론 | 1.9 마이크론 |
| 건조 피복 중량 (g/cm2) | N/A | 14.80 | 약 13.32 | 약 13.32 | 약 13.32 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 90 | 81 | 81 | 81 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 9.05 | 11 | 11 | 11 |
| 절삭 백분율 (대조군을 기준으로 한 %) | 100% | 136% | 121% | 134% | 137% |
| 표면 끝처리, 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 0.46 | 0.41 | 0.46 | 0.46 | 0.46 |
베르탈 1500, 수프림 HT 및 아륵틱 분진은 루제낙-아메리카 인코포레이티드(Luzenac-America, Inc.)가 시판하는 활석이다.
실시예 2: 함수 규산마그네슘(활석), 그릿들의 크기가 상이한 수프림 HT
다음 표들은, 그릿 사이즈가 각각 P80, P180 및 P320(각각 표 2, 표 3 및 표 4)인 산화알루미늄 연마포지에 있어서, 수프림 HT 활석의 절삭 성능을 아연 스테아레이트와, 그리고 기공 막힘 억제제를 함유하지 않는 대조군과 비교하여 설명하는 것이다. 이들 결과는 기재 대조군에 비해 본 발명의 기공 막힘 억제제의 혼입이, 특히 보다 미세한 그릿 크기에서, 보다 높은 절삭 백분율 나타냄을 보여준다.
| P80 | 기재 대조군 | 위트코(Witco) Zn-St 분산액 | 수프림 HT 활석 |
| 건조 피복 중량(g/m2) | N/A | 14.80 | 약 13.32 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 90 | 81 |
| 결합제 용적%() | N/A | 9.05 | 11 |
| 누적 절삭량(g) | 21.61 | 24.43 | 22.54 |
| 대조군의 절삭 백분율(%) | 100% | 113% | 104% |
| 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 1.88 | 1.96 | 2.05 |
| P180 | 기재 대조군 | 위트코 Zn-St 분산액 | 수프림 HT 활석 |
| 건조 피복 중량(g/m2) | N/A | 14.80 | 약 13.32 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 90 | 81 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 9.05 | 11 |
| 누적 절삭량(g) | 15.87 | 23.5 | 19.76 |
| 대조군의 절삭 백분율(%) | 100% | 148% | 125% |
| 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 0.84 | 0.89 | 0.89 |
| P320 | 기재 대조군 | 위트코 Zn-St 분산액 | 수프림 HT 활석 |
| 건조 피복 중량(g/m2) | N/A | 14.80 | 약 13.32 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 90 | 81 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 9.05 | 11 |
| 누적 절삭량(g) | 7.75 | 13.51 | 12.93 |
| 대조군의 절삭 백분율(%) | 100% | 174% | 167% |
| 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 0.46 | 0.41 | 0.43 |
실시예 3: 무정형 실리카, 규산칼슘(규회석), 규산알루미늄(점토) 및 규산알루미늄칼륨(운모)
표준 P320 그릿들 A-중량 종이에 산화알루미늄이 피복된 통상의 연마재가 사용된다. 이러한 기재 연마포지에 무정형 실리카, 규산칼슘(규회석), 규산알루미늄(점토) 또는 규산알루미늄칼륨(운모)으로서의 기공 막힘 억제 첨가제를 포함하는 오버사이즈 코팅을 도포한다. 다음 표 5에 기재된 연마 결과는 기재 대조군에 비해 본 발명의 기공 막힘 억제제의 혼입이, 보다 높은 절삭 백분율 나타냄을 보여준다.
| 기공 막힘 억제제 종류 | N/A | 무정형 실리카 | 규산칼슘 | 무수 규산알루미늄 (점토) | 함수 규산알루미늄 (점토) | 함수 규산알루미늄칼륨 (운모) |
| 항목 | 대조군 | MN-23 | 규회석 | 옵티화이트 (Optiwhite) | 버게스(Burgess) 17 | 마이카 325 |
| 건조 피복 중량 (g/m2) | N/A | 4.44 | 51.80 | 7.40 | 16.28 | 2.96 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 81 | 83 | 80 | 79 | 79 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 12 | 10 | 12 | 12 | 12 |
| 대조군의 절삭 백분율(%) | 100% | 161% | 113% | 179% | 113% | 149% |
| 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 0.61 | 0.51 | 0.43 | 0.53 | 0.61 | 0.38 |
MN-23은 이글 핏쳐(Eagle Pitcher)사가 시판하는 무정형 실리카이다.
규회석 325는 니코 미네랄스 인코포레이티드(NYCO Minerals, Inc.)사가 시판하는 규산칼슘이다.
옵티화이트는 버게스 피그먼트 컴파니(Burgess Pigment Company)사가 시판하는 점토이다.
버게스 17은 버게스 피그먼트 컴파니가 시판하는 점토이다.
마이카 325는 오글레베이 노튼 스페셜티 미네랄스(Oglebay Norton Specialty Minerals)사가 시판하는 운모이다.
실시예 4: 황산칼슘(무수 및 함수)
기준 P320 그릿들 A-중량 종이에 산화알루미늄이 피복된 통상의 연마재가 사용된다. 이러한 기재 연마포지에 황산칼슘(무수 또는 함수)의 기공 막힘 억제 첨가제를 포함하는 오버사이즈 코팅을 도포한다. 다음 표 6에 기재된 결과는 본 발명의 기공 막힘 억제제의 도입에 의해 절삭이 기재 대조군과 비교하여 보다 높다는 것을 나타낸다.
| 기공 막힘 억제제 종류 | 기공 막힘 억제제 부재 | 무수 황산칼슘 | 함수 황산칼슘 |
| 항목 | 기재 대조군 | 스노우 화이트 (SNOW WHITE) | 테라 알바 (TERRA ALBA) |
| 건조 피복중량(g/m2) | N/A | 34.04 | 29.60 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 76 | 82 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 14 | 9 |
| 대조군의 절삭 백분율(%) | 100% | 153% | 141% |
| 평균 표면 조도, Ra(㎛) | 0.51 | 0.41 | 0.43 |
스노우 화이트(SNOW WHITE)는 유나이티드 스테이트 깁섬 컴파니(United States Gypsum Company)사가 시판하는 무수 황산칼슘이다.
테라 알바(TERRA ALBA)는 유나이티드 스테이트 깁섬 컴파니사가 시판하는 함수 황산칼슘이다.
실시예 5: 연마 후, 연마된 페인트 패널의 물 접촉각
프라이머 패널을 실시예 1 내지 4에 기재된 오버사이즈 코팅을 갖는 P320 그릿 연마포지로 연마한다. 각각 연마포지에 동일한 연마 공정을 사용한다. 이어서, 물 한방울을 방금 연마된 각각의 패널 및 연마되지 않은 패널 위에 떨어뜨리고, 도면에 도시되어 있는 바와 같은 접촉각(θ)을 기록한다. 접촉각은 접촉 라인에서의 액체의 표면과 고체 평면의 표면과의 각도이다. 보다 큰 접촉각은 보다 낮은 습윤성을 나타낸다. 결과는 표 7에 제시되어 있으며, 이는 본 발명에 따르는 연마포지로 연마한 패널의 접촉각이 기공 막힘 억제 층이 없는 연마포지를 사용하여 연마한 패널과 비교하여 실질적으로 동일하거나 보다 낮다는 것을 명백히 나타낸다. 통상의 아연 스테아레이트 기공 막힘 억제 층을 갖는 연마포지는 표면 에너지가 낮은 잔사를 명백히 침착시켰으며, 이러한 잔사의 존재는 매우 높은 물 접촉각에 의해 나타난다. 이러한 잔사의 존재로 인한 결과는, 이러한 잔사가 침착된 표면에 도포된 페인트가 표면을 용이하게 습윤시키지 못해서 표면 결함을 유도한다는 것이다.
| 기공 막힘 억제제 종류 | N/A | 아연 스테아레이트 | 함수 규산마그네슘 (활석) | 함수 규산알루미늄칼륨 (운모) | 규산칼슘 | 무수 황산칼슘 |
| 항목 | 기재 대조군 | 아연 스테아레이트 | 수프림 HT | 운모 325 | 규회석 | 스노우 화이트 |
| 건조 피복중량 (g/m2) | N/A | 14.80 | 약 7.40 내지 17.76 | 2.96 | 51.80 | 34.04 |
| 충전제 용적(%) (기공 막힘 억제제) | N/A | 90 | 81 | 79 | 83 | 76 |
| 결합제 용적(%) | N/A | 9.05 | 11 | 12 | 10 | 14 |
| 물 접촉각 (°) | 115 | 140 | 114 | 119 | 86 | 107 |
연마하지 않은 패널에 대한 물 접촉각은 69°이다.
본 발명이 이의 바람직한 양태를 참조로 하여 특별히 제시되고 기재되었지만, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자는 첨부된 청구의 범위에 포함되는 본 발명의 범위를 벗어남 없는 형태 및 항목의 다양한 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (32)
- 열가소성 수지 또는 열경화성 수지(a) 및금속 실리케이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 무기 기공 막힘 억제제(inorganic, anti-loading agent)(b)로 본질적으로 이루어진 층으로 오버사이즈(oversize) 코팅된 연마재.
- 제1항에 있어서, 금속 실리케이트가 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 연마재.
- 제2항에 있어서, 규산마그네슘이 활석을 포함하는 연마재.
- 제2항에 있어서, 규산알루미늄칼륨이 운모를 포함하는 연마재.
- 제2항에 있어서, 규산알루미늄이 점토를 포함하는 연마재.
- 제2항에 있어서, 규산칼슘이 규회석을 포함하는 연마재.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 금속 설페이트가 함수 황산칼슘 또는 무수 황산칼슘을 포함하는 연마재.
- 제1항에 있어서, 기공 막힘 억제제의 모스(Mohs) 경도 값이 7 미만인 연마재.
- 제1항에 있어서, 기공 막힘 억제제의 평균 입자 직경 크기가 30㎛ 미만인 연마재.
- 제11항에 있어서, 기공 막힘 억제제의 평균 입자 직경 크기 범위가 1 내지 20㎛인 연마재.
- 제1항에 있어서, 기공 막힘 억제제가 오버사이즈 코팅 층에 주로 집중되어 있는 연마재.
- 제1항에 있어서, 기공 막힘 억제제가 오버사이즈 코팅 층의 10용적(%) 이상을 구성하는 연마재.
- 제14항에 있어서, 기공 막힘 억제제가 오버사이즈 코팅 층의 60용적(%) 이상을 구성하는 연마재.
- 제1항에 있어서, 기공 막힘 억제제의 입자가, 연마포지를 사용하여 페인팅된 표면을 연마하여 마모된 절삭 지스러기(swarf)가 생성되면, 이러한 절삭 지스러기 입자와 결합하여 이들 절삭 지스러기 입자의 응집을 억제하는 기공 막힘 억제제 입자가 방출되도록 하는 크기를 갖는 연마재.
- 제1항에 있어서, 연마포지 및 복합 연마재로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 연마재.
- 제1항에 있어서, 층이 금속 실리케이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 무기 기공 막힘 억제제와 열가소성 수지로 본질적으로 이루어지는 연마재.
- 제1항에 있어서, 열가소성 수지가 라텍스를 포함하는 연마재.
- 제1항에 있어서, 열경화성 수지가 우레아 포름알데하이드, 페놀계, 에폭시, 우레탄 및 방사선 경화성 수지 시스템으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 연마재.
- 제1 표면을 갖는 배면 층(a),복수 개의 연마 입자가 배면 층의 제1 표면에 침착된 연마재 층(b) 및열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 금속 실리케이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 무기 기공 막힘 억제제로 본질적으로 이루어지고 연마재 층 위에 침착되어 있는 층(c)을 포함하는 연마재.
- 삭제
- 제22항에 있어서, 금속 실리케이트가 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 연마재.
- 제21항에 있어서, 기공 막힘 억제제의 입자 크기가, 페인팅된 표면을 연마포지를 사용하여 연마함에 따라 연마된 절삭 지스러기(swarf)가 생성되면, 기공 막힘 억제제의 입자들이 방출되어 절삭 지스러기 입자들과 결합함으로써 절삭 지스러기 입자들의 응집을 억제하게 되는 크기인, 연마재.
- 복수 개의 연마재 입자를 배면 층의 제1 표면에 부착시키는 단계(a) 및열가소성 수지 또는 열경화성 수지(i) 및 금속 실리케이트 및 금속 설페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기공 막힘 억제제(ii)로 본질적으로 이루어진 층을 연마재 입자 위에 침착시키는 단계(b)를 포함하는, 연마재의 형성방법.
- 제25항에 있어서, 금속 실리케이트가 규산마그네슘, 규산알루미늄칼륨, 규산알루미늄 및 규산칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
- 제26항에 있어서, 규산마그네슘이 활석을 포함하는 방법.
- 제25항에 있어서, 단계(b)에서 층을 침착시키기 전에, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 중간 층을 연마재 입자 위에 침착시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제25항에 있어서, 기공 막힘 억제제가 주로 연마재의 연마 표면 위에 존재하도록 연마재의 연마 표면을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제25항에 있어서, 기공 막힘 억제제를 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 속에 분산시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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