KR101106843B1

KR101106843B1 - 복합물 타이층을 갖는 피복된 연마 제품, 및 그의 제조 및사용 방법

Info

Publication number: KR101106843B1
Application number: KR1020077001212A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 제이. 키퍼르트; 어니스트 엘. 터버; 돈 에이치. 킨캐드; 로날드 디. 프로보우
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2012-01-19
Also published as: CN100509291C; JP4728326B2; EP1773544B1; EP1773544A1; CA2570302A1; JP2008502772A; CN1968787A; DE602005005681D1; US20050279029A1; US7150771B2; ATE390246T1; WO2006007036A1; BRPI0512141A; BRPI0512141B1; DE602005005681T2; KR20070032019A

Abstract

본 발명은 복합물 타이층(tie layer)을 포함하는 피복된 연마 제품에 관한 것이다. 상기 복합물 연마층은 지지층(backing)상에 하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물을 배치시키는 단계, 하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계, 및 상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시키는 단계에 의해 제조된다.

다작용성 아지리딘, 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 등방성 중합성 조성물, 복합물 타이층 및 연마층.

Description

복합물 타이층을 갖는 피복된 연마 제품, 및 그의 제조 및 사용 방법{COATED ABRASIVE ARTICLE WITH COMPOSITE TIE LAYER, AND METHOD OF MAKING AND USING THE SAME}

일반적으로, 피복된 연마 제품은 지지층(backing)에 고정된 연마 입자를 갖는다. 더욱 전형적으로, 피복된 연마 제품은 2개의 대향 주표면들을 갖는 지지층 및 상기 주표면들 중 하나에 고정된 연마층을 포함한다. 연마층은 전형적으로 연마 입자 및 결합제로 이루어지며, 이때 상기 결합제는 연마 입자를 지지층에 고정시키는 기능을 한다.

한 가지 통상적인 유형의 피복된 연마 제품은 구조층(make layer), 사이즈층(size layer) 및 연마 입자를 포함하는 연마층을 갖는 것이다. 이러한 피복된 연마 제품을 제조하는데 있어서는, 제1 결합제 전구체를 포함하는 구조층이 지지층의 주표면에 적용된다. 그다음 연마 입자가 상기 구조층에 (예를 들어, 정전기 피복법에 의해) 적어도 부분적으로 삽입되며, 제1 결합제 전구체가 경화되어(즉, 가교결합되어) 상기 입자를 구조층에 고정시킨다. 이어서 제2 결합제 전구체를 포함하는 사이즈층이 구조층 및 연마 입자상에 적용된 후, 결합제 전구체가 경화된다.

또다른 통상적인 유형의 피복된 연마 제품은 지지층의 주표면에 고정된 연마층을 포함하는데, 이때 상기 연마층은 결합제 전구체 및 연마 입자로 이루어진 슬 러리를 지지층의 주표면상에 적용한 후 결합제 전구체를 경화시킴으로써 제공된다.

또다른 양태에서, 피복된 연마 제품은 연마층을 덮는 수퍼사이즈층(supersize layer)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 수퍼사이즈층은 전형적으로 분쇄 보조제 및(또는) 기공막힘 억제제(anti-loading material)를 포함한다.

임의로, 피복된 연마 제품에 사용된 지지층은 하나 이상의 적용된 피복물로 처리될 수 있다. 전형적인 지지층 처리제의 예는 백사이즈층(backsize layer)(즉, 지지층의 연마층 반대편 주표면상의 피복물), 프리사이즈층(presize layer) 또는 타이층(tie layer)(즉, 연마층과 지지층 사이에 배치된 지지층상의 피복물) 및(또는) 지지층을 포화시키는 포화제이다. 서브사이즈(subsize)는 이미 처리된 지지층에 적용된다는 점을 제외하고는 포화제와 유사하다.

그러나, 연마층과 지지층(처리 또는 비처리)의 특정 선택에 따라, 연마층이 연마 동안 지지층으로부터 부분적으로 분리되어 연마 입자들이 방출될 수 있다. 이러한 현상은 연마제 분야에서 "쉘링(shelling)"으로 알려져 있다. 대부분의 경우, 쉘링은 성능을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다.

한 접근방식에서는, 지지층과 연마층 사이에 배치된 타이층을 사용하여 일부 피복된 연마 제품에서의 쉘링 문제를 해결하여 왔다.

그러나, 이러한 진보된 기술에도 불구하고, 여전히 피복된 연마 제품에서 쉘링 문제를 감소시킬 수 있는 신규한 물질 및 방법에 대한 요구가 지속되고 있다.

발명의 요약

한 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물을 지지층(backing)의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시켜 복합물 타이층(tie layer)을 형성하는 단계;

상기 복합물 타이층에 중합성 구조 수지(make resin) 전구체를 배치시키는 단계;

상기 구조 수지 전구체에 연마 입자를 삽입시키는 단계;

상기 구조 수지 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계;

상기 적어도 부분적으로 중합된 구조 수지 전구체상에 중합성 사이즈 수지(size resin) 전구체를 배치시키는 단계; 및

상기 사이즈 수지 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

를 포함하는, 피복된 연마 제품의 제조 방법을 제공한다.

또다른 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 다작용성 아지리딘 및 하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체를 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물을 지지층의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유 리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시켜 복합물 타이층을 형성하는 단계;

표면에 다수의 정밀하게-형상화된 공동들을 갖는 도구를 제공하고, 상기 공동들의 적어도 일부에 하나 이상의 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리를 주입하는 단계;

상기 슬러리를 상기 복합물 타이층과 접촉시키는 단계;

상기 슬러리를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

를 포함하는, 피복된 연마 제품의 제조 방법을 제공한다.

또다른 양태에서, 본 발명은 주표면을 갖는 지지층;

상기 주표면의 적어도 일부에 고정된 비균질 복합물 타이층; 및

상기 복합물 타이층의 적어도 일부에 고정된 연마층

을 포함하고, 이때 상기 복합물 타이층이,

하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물의 층을 상기 주표면의 적어도 일부에 배치시키는 단계,

하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계, 및

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

에 의해 제조되는 것인 피복된 연마 제품을 제공한다.

본 발명에 따른 피복된 연마 제품은 전형적으로 소정의 소재를 연마하는데 유용하며, 연마 공정 동안 낮은 수준으로 제어된 쉘링을 나타낼 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "(메트)아크릴"이란 "아크릴" 및 "메타크릴" 둘다를 포함한다.

도 1은 예시적인 피복된 연마 제품의 횡단면도이다.

도 2는 또다른 예시적인 피복된 연마 제품의 횡단면도이다.

도 3은 또다른 예시적인 피복된 연마 제품의 횡단면도이다.

본 발명에 따른 피복된 연마 제품은 주표면을 갖는 지지층, 이 주표면의 적어도 일부에 고정된 복합물 타이층, 및 이 복합물 타이층의 적어도 일부에 고정된 연마층을 포함한다.

적합한 지지층은 피복된 연마 제품을 제조하는 당해 분야에서 공지된 것들을 포함한다. 전형적으로, 이러한 지지층은 2개의 대향 주표면들을 갖는다. 지지층의 두께는 일반적으로 0.02 내지 5 밀리미터, 바람직하게는 0.05 내지 2.5 밀리미터, 및 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.4 밀리미터의 범위이지만, 상기 범위 밖의 두께도 유용할 수 있다.

상기 지지층은 가요성 또는 강성일 수 있으며, 피복된 연마제를 제작하는데 있어서 통상적으로 지지층으로 사용되는 것들을 비롯하여 임의의 수의 다양한 물질들로 제조될 수 있다. 그 예에는 종이, 천, 필름, 중합체성 발포체, 가황 섬유, 직조물, 부직물, 및 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다. 지지층은 또한 두 물질의 적층물(예를 들어, 종이/필름, 천/종이, 필름/천)일 수 있다.

가요성 지지층의 예에는 중합체성 필름(프라이밍된(primed) 필름을 포함함), 예를 들어 폴리올레핀 필름(예를 들어, 이축 배향된 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드필름, 셀룰로스 에스테르 필름), 금속 호일(foil), 메쉬(mesh), 스크림(scrim), 발포체(예를 들어, 천연 스폰지 물질 또는 폴리우레탄 발포체), 천(예를 들어, 폴리에스테르, 나일론, 견, 면 및(또는) 레이온을 포함하는 섬유 또는 얀(yarn)으로 제조된 천), 종이, 가황 종이, 가황 섬유, 부직물 및 이들의 조합이 포함된다. 천 지지층은 직조되거나 스티치 본딩(stitch bonding)될 수 있다.

지지층은, 예를 들어 미국 특허 제5,417,726호(Stout 등)에 기재된 바와 같은 섬유상 강화된 열가소성 물질이거나, 또는 예를 들어 미국 특허 제5,573,619호(Benedict 등)에 기재된 바와 같은 무한 비-절단 벨트(endless spliceless belt)일 수 있다. 마찬가지로, 지지층은, 예를 들어 미국 특허 제5,505,747호(Chesley 등)에 기재된 바와 같은 것 등의 돌출된 갈고리형 줄기들을 갖는 중합체성 기재일 수 있다. 유사하게, 지지층은, 예를 들어 미국 특허 제5,565,011호(Follett 등)에 기재된 것 등의 루프(loop) 패브릭일 수 있다.

예시적인 강성 지지층은 금속판 및 세라믹판을 포함한다. 적합한 강성 지지층의 또다른 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,417,726호(Stout 등)에 기재되어 있다.

본 발명의 지지층은, 예를 들어 프리사이즈, 백사이즈, 서브사이즈 및(또는) 포화제와 같은 하나 이상의 처리제가 적용된 처리된 지지층일 수 있다. 지지층 처리제에 관한 보다 자세한 사항은, 예를 들어 미국 특허 제5,108,463호(Buchanan 등); 제5,137,542호(Buchanan 등); 제5,328,716호(Buchanan); 및 제5,560,753호(Buchanan 등)에서 찾아볼 수 있다.

복합물 타이층은 전형적으로 복합물 타이층 전구체를 적어도 부분적으로 중합시킴으로써 제조된다. 상기 복합물 타이층 전구체는 전형적으로 2단계 공정으로 제조된다.

제1 단계에서, 제1 중합성 조성물이 지지층의 적어도 일부에 적용된다. 상기 제1 중합성 조성물은 등방성이며 하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함한다. 제1 중합성 조성물은 추가로 지지층의 습윤을 보조하기 위한 계면활성제(예를 들어, 양이온성, 음이온성 및(또는) 비이온성 계면활성제)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 제1 중합성 조성물은 제1 중합성 조성물의 점도 및(또는) 고체 함량을, 반드시 요구되는 것은 아니지만, 선택되는 적용 방법(예를 들어, 나이프 피복법, 롤(roll) 피복법, 그라비아 피복법 또는 분무 피복법)에 적합한 수준으로 감소시키기 위해 물 및(또는) 유기 용매(예를 들어, 메틸 에틸 케톤, 글라임(glyme), 프로판올)를 포함한다. 존재하는 경우, 물 또는 다른 용매는 그다음 전형적으로, 반드시 요구되는 것은 아니지만, 제2 단계 이전에 적어도 부분적으로 제거된다(예를 들어, 증발에 의해). 임의로, 제2 단계를 시작하기 전에 10, 20 또는 30초 이상의 기간이 소요될 수 있다.

제1 중합성 조성물은 전형적으로 0.1g/m²(gsm) 내지 10gsm 범위의 건조된 부가 중량(dried add on weight)을 달성하기 위해 지지층에 피복되나, 더 많거나 더 적은 건조 부가 중량도 사용될 수 있다.

제2 단계에서, 제2 중합성 조성물은 피복된 (그리고 임의로 건조된) 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 적용된다. 제2 중합성 조성물은 하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함한다 제2 중합성 조성물은 제1 중합성 조성물의 점도 및(또는) 고체 함량을, 반드시 요구되는 것은 아니지만, 선택되는 적용 방법(예를 들어, 나이프 피복법, 롤 피복법, 그라비아 피복법 또는 분무 피복법)에 적합한 수준으로 감소시키기 위해 물 또는 다른 용매 및(또는) 하나 이상의 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 제2 중합성 조성물은 임의로 유리-라디칼 중합을 유도할 수 있는 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 물 또는 다른 용매는 그다음 전형적으로, 반드시 요구되는 것은 아니지만, 제2 단계 이전에 적어도 부분적으로 제거되어(예를 들어, 증발에 의해), 복합물 타이층 전구체를 형성한다. 30초 이상의 임의의 기간 후에, 복합물 타이층 전구체는 적어도 부분적으로 중합된다.

제2 중합성 조성물은 전형적으로 0.1g/m²(gsm) 내지 400gsm 이하, 더욱 전형적으로는 110gsm의 건조된 부가 중량을 달성하기 위해 상기 적어도 부분적으로 건조된 피복된 제1 중합성 조성물상에 피복되나, 더 많거나 더 적은 건조 부가 중량도 사용될 수 있다.

다작용성 아지리딘, 산성 유리-다리칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머의 일부 혼합은 2층 복합물 타이층, 또는 그의 두께를 통한 농도 구배(예를 들어, 다작용성 아지리딘의 농도 구배)를 갖는 1층 복합물 타이층을 제공하는 2단계 공정 도중에 일어날 수 있지만, 상기 공정은 전형적으로는 다작용성 아지리딘, 산성 유리-다리칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머가 서로 혼합하여 등방성 타이층 전구체를 형성하도록 수행되지는 않는다. 따라서, "복합물 타이층"이란 용어는 복합물 타이층이 2개의 별도 층들을 포함하는 것을 의미한다기보다는 복합물 타이층 제조물의 2단계 특성을 지칭하는 것으로 의도된다.

전형적으로, 복합물 타이층 중량은 0.1gsm 내지 400gsm 이하, 더욱 전형적으로는 110gsm이나, 더 많은 중량 및 더 적은 중량도 사용될 수 있다.

본원에서 사용된 용어 "다작용성 아지리딘"이란 다수의 아지리디닐 기를 갖는 화학종을 지칭한다. 적합한 다작용성 아지리딘은, 예를 들어 미국 특허 제3,225,013호(Fram); 제4,769,617호(Canty); 및 제5,534,391호(Wang)에 기재된 것들을 포함한다. 구체적인 예에는 트리메틸올프로판 트리스[3-아지리디닐 프로피오네이트], 트리메틸올프로판 트리스[3-(2-메틸-아지리디닐)-프로피오네이트], 트리메틸올프로판 트리스[2-아지리디닐 부티레이트], 트리스(1-아지리디닐)포스핀 옥사이드, 트리스(2-메틸-1-아지리디닐)포스핀 옥사이드, 펜타에리트리톨 트리스[3-(1-아지리디닐)프로피오네이트] 및 펜타에리트리톨 테트라키스[3-(1-아지리디닐) 프로피오네이트]가 포함된다. 하나 이상의 다작용성 아지리딘의 조합도 사용할 수 있다.

시판중인 다작용성 아지리딘은 미국 사우쓰 캐롤라이나주 레이크 와일리 소재의 에이티, 인코포레이티드 코포레이션(EIT, Inc. Corporation)으로부터 상표명 "XAMA-2"(트리메틸올프로판 트리스[3-(2-메틸아지리디닐)프로파노에이트]로 여겨짐) 및 "XAMA-7"(펜타에리트리톨 트리스(베타-(N-아지리디닐)프로피오네이트)로 여겨짐)로 시판되는 것; 미국 미네소타주 바드나이스 하이츠 소재의 H.B. 풀러 캄파니(H.B. Fuller Co.)로부터 상표명 "HYDROFLEX XR2990"(트리메틸올프로판 트리스[3-(2-메틸아지리디닐)프로파노에이트]로 여겨짐)으로 시판되는 것; 및 미국 매사추세츠주 윌밍톤 소재의 제네카 레진스(Zeneca Resins)로부터 상표명 "NEOCRYL CX-100"(트리메틸올프로판 트리스[3-(2-메틸아지리디닐)-프로파노에이트]로 여겨짐)으로 시판되는 것을 포함한다.

복합물 타이층 전구체에 혼입되는 다작용성 아지리딘의 양은 일반적으로 다작용성 아지리딘, 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머의 총 중량을 기준으로, 0.1, 0.5, 1 또는 2 중량% 이상 내지 4, 6, 8 또는 심지어 10 중량% 또는 그 이상을 포함하는 범위이다.

산성 유리-라디칼 중합성 단량체는 산성 기 및 유리-라디칼에 의해 중합가능한 기(예를 들어, (메트)아크릴 기)를 둘다 갖는다. 산성 기는, 예를 들어 탄소-, 황-, 또는 인-기재일 수 있으며, 유리산이거나 또는 부분 또는 완전히 중화된 상태일 수 있다. 산성 유리-라디칼 중합성 단량체는 하나 이상의 산성 기 및(또는) 유리-라디칼 중합성 기를 가질 수 있다.

유용한 탄소-기재 산성 유리-라디칼 중합성 단량체는, 예를 들어 (메트)아크릴산, 말레산, 말레산의 모노알킬 에스테르, 푸마르산, 푸마르산의 모노알킬 에스테르, 이타콘산, 이소크로톤산, 크로톤산, 시트라콘산 및 베타-카르복시에틸 아크릴레이트를 포함한다.

유용한 황-기재 산성 유리-라디칼 중합성 단량체는, 예를 들어 2-설포에틸 메타크릴레이트, 스티렌 설폰산 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산을 포함한다.

유용한 인-기재 산성 유리-라디칼 중합성 단량체는, 예를 들어 비닐 포스폰산을 포함한다.

산성, 유리 라디칼에 의해 중합가능한 단량체는, 예를 들어 미국 오하이오주 신시내티 소재의 코그니스 코포레이션(Cognis Corp.)으로부터 상표명 "PHOTOMER 4173"으로 그리고 미국 펜실바이나주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니(Sartomer Co.)로부터 상표명 "CN118", "CD9050", "CD9051" 및 "CD9052"로 상업적으로 구입할 수 있다.

복합물 타이층 전구체에 혼입된 산성 유리-라디칼 중합성 단량체의 양은 일반적으로 다작용성 아지리딘, 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머의 총 중량을 기준으로, 1 또는 2 중량% 이상 내지 5, 10, 20, 30 또는 심지어 45 중량% 또는 그 이상을 포함하는 범위이다.

둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머는 올리고머를 (예를 들어, 광- 또는 열 개시반응에 의해) 유리-라디칼 단독중합시 50℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하도록 선택된다. 본원에서 사용된 용어 "올리고머"란 소수의 연결된 단량체 단위로 이루어진 분자를 지칭한다. 올리고머는 일반적으로 100 단량체 단위 미만을 가지며, 더욱 전형적으로는 30 단량체 단위 미만을 갖는다.

둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 유용한 올리고머는, 예를 들어 지방족 및 방향족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리부타디엔 (메트)아크릴레이트 올리고머, 아크릴계 (메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머, 지방족 및 방향족 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 이들의 조합을 포함한다.

이러한 올리고머의 제조 방법은 당분야에 잘 알려져 있으며, 많은 유용한 유리-라디칼 중합성 올리고머는 상업적으로 구입할 수 있다. 그의 예에는 지방족 및 방향족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 미국 조지아주 스미르나 소재의 UCB 케미칼스 코포레이션(UCB Chemicals Corp.)으로부터 상표명 "EBECRYL 270", "EBECRYL 8804", "EBECRYL 8807", "EBECRYL 4827", "EBECRYL 6700", "EBECRYL 5129", 또는 "EBECRYL 8402"로 구입가능한 것 및 미국 펜실바니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN 1963", "CN 934", "CN 953B70", "CN 984", "CN 962", "CN 964", "CN 965", "CN 972", "CN 978"로 구입가능한 것; 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 UCB 케미칼스 코포레이션으로부터 상표명 "EBECRYL 80", "EBECRYL 81", "EBECRYL 657", "EBECRYL 810", "EBECRYL 450", "EBECRYL 870", 또는 "EBECRYL 2870"로 구입가능한 것 및 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN 292"로 구입가능한 것; 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN 501 ", "CN 502", "CN 550", "CN 551"로 구입가능한 것; 아크릴계 올리고머, 예를 들어 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN 816", "CN 817", "CN 818"로 구입가능한 것; 에폭시 (메트)아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CNl 19", 및 "CN121"로 구입가능한 것; 및 폴리부타디엔 (메트)아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN 301"로 구입가능한 것이 포함된다.

복합물 타이층 전구체에 혼입된 올리고머의 양은 일반적으로 다작용성 아지리딘, 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 갖는 올리고머의 총 중량을 기준으로, 30, 35, 40 또는 45 중량% 이상 내지 50, 60, 70, 80, 90 또는 심지어 95 중량% 또는 그 이상을 포함하는 범위이다. 복합물 타이층 전구체는 임의로 복합물 타이층 전구체를 적어도 부분적으로 중합시킬 수 있는 하나 이상의 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 유용한 경화제는 유리-라디칼 개시제, 예를 들어 유리-라디칼 중합반응을 위한 광개시제 및(또는) 열 개시제를 포함한다. 광개시제 및(또는) 열 개시제의 블렌드를 사용할 수 있다.

유용한 광개시제는 다작용성 아크릴레이트를 유리-라디칼에 의해 광경화시키는데 유용한 것으로 알려진 것을 포함한다. 예시적인 광개시제는 벤조인 및 그의 유도체, 예를 들어 알파-메틸벤조인; 알파-페닐벤조인; 알파-알릴벤조인; 알파-벤질벤조인; 벤조인 에테르, 예를 들어 벤질 디메틸 케탈(예를 들어, 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 상표명 "IRGACURE 651"로 상업적으로 시판되는 것), 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르; 아세토페논 및 그의 유도체, 예를 들어 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스에 의해 상표명 "DAROCUR 1173"으로 상업적으로 시판되는 것) 및 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 184"로 상업적으로 시판되는 것); 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 907"로 시판되는 것); 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부탄온(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 369"로 상업적으로 시판되는 것)을 포함한다.

다른 유용한 광개시제는, 예를 들어 피발로인 에틸 에테르, 아니소인 에틸 에테르, 안트라퀴논류(예를 들어, 안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 1,4-디메틸안트라퀴논, 1-메톡시안트라퀴논, 또는 벤즈안트라퀴논), 할로메틸트리아진류, 벤조페논 및 그의 유도체, 요오도늄 염 및 설포늄 염, 티탄 착물, 예를 들어 비스(에타₅-2,4-사이클로펜타디엔-1-일)-비스[2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐]티탄(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "CGI 784DC"로 상업적으로 시판되는 것); 할로메틸니트로벤젠류(예를 들어, 4-브로모메틸니트로벤젠), 모노- 및 비스-아실포스핀류(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 1700", "IRGACURE 1800", "IRGACURE 1850", 및 "DAROCUR 4265"로 상업적으로 시판되는 것)를 포함한다.

하나 이상의 분광 감광제(예를 들어, 염료)를, 예를 들어 화학 방사선의 특정 공급원에 대한 광개시제의 감도를 증가시키기 위해 임의의 광개시제와 함께 복합물 타이층 전구체에 첨가될 수 있다.

적합한 열 유리-라디칼 중합 개시제의 예에는 퍼옥사이드류, 예를 들어 벤조일 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 사이클로헥산 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드; 하이드로퍼옥사이드류, 예를 들어 3급-부틸 하이드로퍼옥사이드 및 쿠멘 하이드로퍼옥사이드; 디사이클로헥실 퍼옥시디카르보네이트; 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴); 및 t-부틸 퍼벤조에이트가 포함된다. 시판중인 유리-라디칼 열 중합 개시제의 예에는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이.아이.듀폰 드 네무아스 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Co.)로부터 상표명 "VAZO"(예를 들어, "VAZO 64" 및 "VAZO 52")로 구입가능한 개시제 및 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 엘프 아토켐 노쓰 아메리카(Elf Atochem North America)로부터 상표명 "LUCIDOL 70"으로 구입가능한 개시제가 포함된다.

존재하는 경우, 경화제는 전형적으로 중합반응을 촉진시키는데 효과적인 양, 예를 들어 타이층 전구체의 총량을 기준으로 0.01 중량% 내지 10 중량% 범위의 양으로 사용되나, 상기 범위 밖의 양도 또한 유용할 수 있다.

다른 성분들에 더하여, 본 발명의 타이층 전구체는, 예를 들어 성능 및(또는) 외관을 변형시키기 위해 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 예시적인 첨가제는 충전제, 용매, 가소화제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 커플링제, 방향제, 섬유, 윤활제, 틱소프로픽 물질(thixotropic material), 정전기방지제, 현탁제 및 염료를 포함한다.

또한, 반응성 희석제를 예를 들어 경화된 조성물의 점도 및(또는) 물리적 성질을 조정하기 위해 복합물 타이층 전구체에 첨가할 수 있다. 적합한 반응성 희석제의 예에는 일작용성 및 다작용성 (메트)아크릴레이트 단량체류(예를 들어, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메틸)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트), 비닐 에테르류(예를 들어, 부틸 비닐 에테르), 비닐 에스테르류(예를 들어, 비닐 아세테이트) 및 스티렌계 단량체류(예를 들어, 스티렌)이 포함된다.

지지층에 타이층 전구체를 적용하는 것은, 예를 들어 솔질, 분무, 롤 피복법, 커튼(curtain) 피복법, 그라비어(gravure) 피복법 및 나이프(knife) 피복법과 같은 기술을 비롯하여 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 사용되는 특정 피복 기술을 촉진시키기 위해 유기 용매를 등방성 중합성 조성물에 첨가할 수 있다. 피복된 지지층은 이어서 피복물을 건조시키고(유기 용매가 존재하는 경우) 적어도 부분적으로 피복물을 중합시켜 이를 지지층에 고정시키기에 충분한 온도에서 소정의 시간 동안 가공될 수 있다.

30초 이상의 임의의 기간 후에, 타이층 전구체를 전형적으로, 예를 들어 다수의 널리 알려진 기술들 중 임의의 기술에 의해, 예를 들어 전자선 방사선, 화학 방사선(즉, 자외선 및(또는) 가시광선 전자기 방사선) 및 열 에너지에 노출시킴으로써 적어도 부분적으로 중합시킨다. 화학 방사선을 사용하는 경우, 하나 이상의 광개시제가 전형적으로 타이층 전구체에 존재한다. 열 에너지를 사용하는 경우, 하나 이상의 열 개시제가 전형적으로 타이층 전구체에 존재한다. 중합반응은 공기 중에서 또는 불활성 분위기, 예를 들어 질소 또는 아르곤 중에서 수행될 수 있다.

한 예시적인 실시태양에서, 연마층은 제1 결합제 수지를 포함하고 연마 입자가 삽입되어 있는 구조층 및 상기 구조층과 연마 입자에 고정된, 제2 결합제 수지를 포함하는 사이즈층을 포함한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 피복된 연마 제품(100)은 지지층(110), 지지층(110)의 주표면(115)에 고정된 본 발명에 따른 복합물 타이층(120) 및 복합물 타이층(120)에 고정된 연마층(130)을 갖는다. 복합물 타이층(120)은 각각 임의로 서로 확산되는(interdiffused) 제1층(122) 및 제2층(124)을 포함한다. 제1층(122)은 다작용성 아지리딘을 포함하고, 제2층(124)은 하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에서 포함한다. 연마층(130)은 다시 구조층(140) 및 사이즈층(150)에 의해 복합물 타이층(120)에 고정되는 연마 입자(160)를 포함한다.

구조층 및 사이즈층은 연마 분야에 사용하기에 적합한 임의의 결합제 수지를 포함할 수 있다. 전형적으로, 구조층은 지지층(처리되거나 비처리됨)의 적어도 일부를 구조층 전구체로 피복시킴으로써 제조된다. 연마 입자는 이어서 제1 결합제 전구체를 포함하는 구조층 전구체에 적어도 부분적으로 삽입(예를 들어, 정전기 피복법에 의해)되며, 구조층 전구체는 적어도 부분적을 중합된다. 그다음, 구조층과 연마 입자의 적어도 일부를 제2 결합제 전구체(제1 결합제 전구체와 동일하거나 상이할 수 있음)를 포함하는 사이즈층 전구체로 피복시키고 상기 사이즈층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 사이즈층을 제조한다. 한 실시태양에서, 구조층 전구체는 연마 입자로 피복시키기 전에 적어도 부분적으로 중합될 수 있으며, 제조 공정의 더 이후의 지점에서 더욱 중합될 수 있다.

한 실시태양에서, 수퍼사이즈를 사이즈층의 적어도 일부에 적용할 수 있다. 유용한 제1 및 제2 결합제 전구체는 연마제 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 유리-라디칼에 의해 중합가능한 단량체 및(또는) 올리고머, 에폭시 수지, 페놀계 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 아미노플라스트 수지, 시아네이트 수지 또는 이들의 조합을 포함한다.

유용한 연마 입자는 연마제 분야에서 잘 알려져 있으며, 예를 들어 융합된 산화알루미늄, 열 처리된 산화알루미늄, 백색 융합된 산화알루미늄, 흑색 탄화규소, 녹색 탄화규소, 이붕소화티탄, 탄화붕소, 탄화텅스텐, 탄화티탄, 다이아몬드, 입방체 질화붕소, 석류석, 융합된 알루미나 지르코니아, 졸 겔 연마 입자, 실리카, 산화철, 크로미아, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 실리케이트, 탄산금속(예를 들어, 탄산칼슘(예를 들어, 백악, 방해석, 이화토, 트래버틴(travertine), 대리석 및 석회석), 탄산칼슘마그네슘, 탄산나트륨, 탄산마그네슘), 실리카(예를 들어, 석영, 유리 비드(bead), 유리 버블(bubble) 및 유리 섬유), 실리케이트(예를 들어, 활석, 점토, (몬트모릴로나이트) 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 규산나트륨), 황산금속(예를 들어, 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산알루미늄나트륨, 황산알루미늄), 석고, 알루미늄 삼수화물, 그래파이트, 산화금속(예를 들어, 산화주석, 산화칼슘), 산화알루미늄, 이산화티탄) 및 아황산금속(예를 들어, 아황산칼슘), 금속 입자(예를 들어, 주석, 납, 구리), 열가소성 물질(예를 들어, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리설폰, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록(block) 공중합체, 폴리프로필렌, 아세탈 중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 나일론)로부터 형성된 플라스틱 연마 입자, 가교결합된 중합체(예를 들어, 페놀계 수지, 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 멜라민-포름알데히드, 아크릴레이트 수지, 아크릴화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지)로부터 형성된 플라스틱 연마 입자 및 이들의 조합을 포함한다.

본 발명에 따른 피복된 연마 제품의 또다른 예시적인 실시태양에서, 연마층은 결합제에 분산된 연마 입자를 포함할 수 있다. 이제 도 2를 참조하면, 예시적인 피복된 연마 제품(200)은 지지층(210), 지지층(210)의 주표면(215)에 고정된 본 발명에 따른 복합물 타이층(220) 및 복합물 타이층(220)에 고정된 연마층(230)을 갖는다. 복합물 타이층은 각각 임의로 서로 확산되는 제1층(222) 및 제2층(224)을 포함한다. 제1층(222)은 다작용성 아지리딘을 포함하고, 제2층(224)은 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에서 포함한다. 연마층(230)은 결합제(240)에 분산된 연마 입자(260)를 포함한다.

이러한 피복된 연마 제품을 제조하는데 있어서는, 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리가 전형적으로 지지층의 주표면에 적용된 후, 상기 결합제 전구체가 적어도 부분적으로 경화된다. 적합한 결합제 전구체 및 연마 입자는, 예를 들어 상기 개시된 것들을 포함한다.

또다른 예시적인 실시태양에서, 본 발명에 따른 피복된 연마 제품은 구조화된 연마 제품을 포함할 수 있다. 이제 도 3을 참조하면, 예시적인 구조화된 연마 제품(300)은 지지층(310), 지지층(310)의 주표면(315)에 고정된 본 발명에 따른 복합물 타이층(320), 및 복합물 타이층(320)에 고정된 연마층(330)을 갖는다. 복합물 타이층(320)은 각각 임의로 서로 확산되는 제1층(322) 및 제2층(324)을 포함한다. 제1층(322)은 다작용성 아지리딘을 포함하고, 제2층(324)은 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에서 포함한다. 연마층(330)은 다수의 정밀하게-형상화된 연마 복합물(355)을 포함한다. 이러한 연마 복합물은 결합제(350)에 분산된 연마 입자(360)를 포함한다.

이러한 피복된 연마 제품을 제조하는데 있어서는, 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리가 다수의 정밀하게-형상화된 공동을 갖는 도구에 적용될 수 있다. 그다음 상기 슬러리는 적어도 부분적으로 중합되며, 예를 들어 접착제나 슬러리의 부가 중합반응에 의해 복합물 타이층에 고착된다. 적합한 결합제 전구체 및 연마 입자는, 예를 들어 상기 개시된 것들을 포함한다.

연마 복합체는, 예를 들어 입방체, 블록-형, 원통형, 세모기둥형, 피라미드형, 절단된 피라미드형, 원뿔형, 절단된 원뿔형, 십자형 및 반구형으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상들을 비롯하여 다양한 형상들을 가질 수 있다.

임의로, 피복된 연마 제품은, 예를 들어 백사이즈(즉, 지지층의 연마 피복물을 갖는 주표면의 반대편 주표면상의 피복물), 프리사이즈 및(또는) 서브사이즈(즉, 복합물 타이층과 복합물 타이층이 고정된 주표면 사이의 피복물) 및(또는) 지지층의 양 주표면들을 피복시키는 포화제를 추가로 포함할 수 있다. 피복된 연마 제품은 연마 피복물의 적어도 일부를 덮는 수퍼사이즈를 추가로 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 수퍼사이즈는 전형적으로 분쇄 보조제 및(또는) 기공막힘 억제제를 포함한다.

본 발명에 따른 피복된 연마 제품은, 예를 들어 벨트, 롤, 디스크(천공된 디스크를 포함함), 및(또는) 시트로 전환될 수 있다. 벨트 적용의 경우, 연마 시트의 2개 자유 말단을 공지된 방법을 사용하여 함께 접합시켜 이어진 벨트를 형성할 수 있다.

피복된 연마 제품을 제조하기 위한 기술 및 재료의 보다 자세한 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,314,827호(Leitheiser 등); 제4,518,397호(Leitheiser 등); 제4,588,419호(Caul 등); 제4,623,364호(Cottringer 등); 제4,652,275호(Bloecher 등); 제4,734,104호(Broberg); 제4,737,163호(Larkey); 제4,744,802호(Schwabel); 제4,751,138호(Tumey 등); 제4,770,671호(Monroe 등); 제4,799,939호(Bloecher 등); 제4,881,951호(Wood 등); 제4,927,431호(Buchanan 등); 제5,498,269호(Larmie); 제5,011,508호(Wald 등); 제5,078,753호(Broberg 등); 제5,090,968호(Pellow); 제5,108,463호(Buchanan 등); 제5,137,542호(Buchanan 등); 제5,139,978호(Wood); 제5,152,917호(Pieper 등); 제5,201,916호(Berg 등); 제5,203,884호(Buchanan 등); 제5,227,104호(Bauer); 제5,304,223호(Pieper 등); 제5,328,716호(Buchanan); 제5,366,523호(Rowenhorst 등); 제5,378,251호(Culler 등); 제5,417,726호(Stout 등); 제5,429,647호(Larmie); 제5,436,063호(Follett 등); 제5,490,878호(Peterson 등); 제5,492,550호(Krishnan 등); 제5,496,386호(Broberg 등); 제5,520,711호(Helmin); 제5,549,962호(Holmes 등); 제5,551,963호(Larmie); 제5,556,437호(Lee 등); 제5,560,753호(Buchanan 등); 제5,573,619호(Benedict 등); 제5,609,706호(Benedict 등); 제5,672,186호(Chesley 등); 제5,700,302호(Stoetzel 등); 제5,851,247호(Stoetzel 등); 제5,913,716호(Mucci 등); 제5,942,015호(Culler 등); 제5,954,844호(Law 등); 제5,961,674호(Gagliardi 등); 제5,975,988호(Christianson); 제6,059,850호(Lise 등); 및 제6,261,682호(Law)에서 찾아볼 수 있다.

본 발명에 따른 연마 제품은 피복된 연마 제품의 연마층의 적어도 일부를 소정의 소재 표면의 적어도 일부와 마찰 접촉시킨 후, 상기 피복된 연마 제품 및 상기 소재 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 이동시켜 소재 표면의 적어도 일부를 연마시키는 공정에서 상기 소정의 소재를 연마하는데 유용하다. 연마 공정은, 예를 들어 수동으로 또는 기계에 의해 수행할 수 있다. 임의로, 액체(예를 들어, 물, 오일) 및(또는) 계면활성제(예를 들어, 비누, 비이온성 계면활성제)를 상기 소재에 적용하여 연마 공정을 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 목적 및 이점을 하기 비제한적인 실시예에 의해 더욱 자세히 설명하겠지만, 이러한 실시예에 인용된 특정 물질 및 그의 양, 및 다른 조건들 및 세부사항들로 본 발명이 부당하게 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.

달리 지시하지 않는 한, 하기 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 사용된 모든 부, 백분율, 비 등은 중량을 기준으로 하며, 하기 실시예에 사용된 모든 시약은 일반적인 화학품 공급업체, 예를 들어 미국 미주리주 세이트 루이스 소재의 시그마-알드리치 캄파니(Sigma-Aldrich Co.)로부터 구입하였거나 구입가능하거나, 또는 통상적인 방법으로 합성될 수 있다.

하기 약어들을 본 실시예 전체에서 사용하였다.

약어 표
A1	미국 웨스트 버지니아주 프렌들리 소재의 지이 실리콘스(GE Silicones)로부터 상표명 "SILANE A-174NT"로 시판중인 실란 메타크릴레이트
A2	미국 뉴저지주 파리스파니 소재의 데구사 코포레이션(Degussa Corp.)으로부터 상표명 "SILICONE DIOXIDE OX-50 AEROSIL"로 시판중인 이산화규소
ACR1	미국 매사추세츠주 스프링필드 소재의 UCB 그룹으로부터 상표명 "TMPTA-N"으로 시판중인 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트
AFR1	미국 펜실바니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니로부터 상표명 "CN118"로 시판중인 산 변형된 에폭시 아크릴레이트
AFR2	사르토머 캄파니로부터 상표명 "CD9050"으로 시판중인 일작용성 산 에스테르 아크릴레이트
AFR3	사르토머 캄파니로부터 상표명 "CD9052"로 시판중인 삼작용성 산 에스테르 아크릴레이트
AFR4	미국 오하이오주 신시내티 소재의 코그니스 코포레이션으로부터 상표명 "PHOTOMER 4173"으로 시판중인 산성 방향족 아크릴레이트 올리고머
AZ1	H.B. 풀러 캄파니로부터 상표명 "HYDROFLEX XR-2990"으로 시판중인 다작용성 아리지딘
BK1	하기 절차에 따라 제조된 처리된 패브릭 지지층: EPR1(11,306 그람(g))을 1507g의 ACR1 및 151g의 PI2와 균질하게 될 때까지 20℃에서 기계식 교반기를 사용하여 혼합하였다. 이 혼합물을 그다음 오븐에서 2시간 동안 50℃에서 가열하였다. 혼합물을 오븐으로부터 꺼낸 후, 1206 그람의 DICY를 첨가하고 10분간 교반하였다. 이어서, 754g의 NOV1을 첨가하고 10분간 계속 교반하였다. 114g의 CUR2를 첨가하고 용해될 때까지 계속 교반하였다. 미국 플로리다주 폼파노 비치 소재의 폴 엔. 가드너 캄파니(Paul N. Gardner Co.)로부터 수득한 30.5cm 폭의 피복용 나이프 및 30cm x 30cm x 2.5cm 기계화 스테인리스 강 피복용 플랫폼(platform)을 66℃로 가열하였다. 상기 나이프를 225 마이크로미터의 최소 갭(gap)으로 설정하였다. 미국 사우쓰 캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄 앤드 캄파니(Milliken and Co.)로부터 상표명 "POWERSTRAIGHT"로 시판중인, 326g/㎡ 중량의 개방-말단 스펀 얀(spun yarn)으로부터 제조된 100% 폴리에스테르 4/1 사틴 패브릭을 상기 피복용 나이프 아래에 놓았다. 수지 조성물을 상기 폴리에스테르 패브릭상에 부은 후, 이 패브릭을 상기 나이프 아래에서 손으로 잡아당겨 패브릭상의 프리사이즈 피복물을 형성하였다. 이 프리사이즈 피복된 패브릭을 그다음 미국 매릴랜드주 개이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈(Fusion UV Systems)로부터 상표명 "UV PROCESSOR"로 구입한 UV 가공기를 통해 "FUSION D" 전구를 사용하여 761 와트/인치²(118W/㎠) 및 16.4 피트/분(5m/분)에서 1회 통과시켜 조사한 후, 160℃에서 5분간 열 경화시켰다. 생성된 프리사이즈 피복물의 중량은 106g/㎡이었다. 55 중량%의 FL1, 43 중량%의 RPR1 및 색채를 위한 소량의 적색 Fe₂O₃(2 중량%)를 20℃에서 균질해질 때까지 혼합하여 수지 블렌드를 제조하였다. 그다음 상기 수지 블렌드로 상기 패브릭의 후면을 피복시키고, 90℃에서 10분간 이어서 105℃에서 15분간 경화시켰다. 생성된 백사이즈 피복물의 중량은 111.5g/㎡이었다.
BR1	UCB 그룹으로부터 상표명 "EBECRYL 8402"로 시판중인 아크릴화 지방족 우레탄
BR2	UCB 그룹으로부터 상표명 "EBECRYL 810"으로 시판중인 아크릴화 폴리에스테르
BR3	UCB 그룹으로부터 상표명 "EBECRYL 270"으로 시판중인 지방족 폴리우레탄
BR4	사르토머 캄파니로부터 상표명 "SR 210"으로 시판중인 폴리에테르 디메틸아크릴레이트
CUR1	미국 노쓰 캐롤라이나주 모르간톤 소재의 신트론(Synthron)으로부터 상표명 "ACTIRON NXJ-60 LIQUID"로 시판중인 2-프로필이미다졸
DICY	에어 프로덕츠 앤드 케미칼스로부터 상표명 "AMICURE CG-1400"으로 시판중인 디시안디아미드(10 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기를 가짐)
EPR1	미국 텍사스주 휴스톤 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠(Resolution Performance Products)로부터 상표명 "EPON 828"로 시판중인 에폭시 수지
FL1	미국 조지아주 애틀랜타 소재의 제이.더블유. 후버 코포레이션(J.W. Huber Corp.)으로부터 상표명 "HUBERCARB Q325"로 시판중인 탄산칼슘 충전제
LA1	쓰리엠 캄파니(3M Company)로부터 상표명 "JET-MELT HOT MELT ADHESIVE PG3779"로 시판중인 고온 용융성 접착제
MN2	쓰리엠 캄파니로부터 상표명 "GRADE JIS 400 3M CUBITRON 321"로 시판중인 졸-겔 연마제 알갱이
NOV1	독일 프라일렌도르프 소재의 바켈라이트 아게(Bakelite AG)로부터 상표명 "RUTAPHEN 8656F"로 시판중인 노볼락 수지
pbw	중량부
PI1	미국 뉴욕주 호토른 소재의 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 369"로 시판중인 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부탄온
PI2	시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "IRGACURE 651"로 시판중인 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논
RPR1	페놀계 리조울(resole)(2.5%의 수산화칼륨으로 촉매화된, 1.5 내지 2.1/1 비의 페놀 대 포름알데히드를 갖는 페놀-포름알데히드 수지)

90°박리 접착 시험

시험할 피복된 연마 제품을 약 8cm 폭 X 25cm 길이의 조각으로 잘랐다. 목재 보드(board)(17.8cm X 7.6cm X 0.6cm) 길이의 절반을 고온 용융성 글루건(glue gun)(쓰리엠 캄파니로부터 상표명 "POLYGUN II HOT MELT APPLICATOR"로 시판됨)을 사용하여 적용된 적층형 접착제 1(LA1)로 피복시켰다. 전체 폭 및 처음 15cm 길이의 피복된 연마 제품을 접착 입자를 포함하는 측면상에서 적층형 접착제로 피복시켰다. 연마 입자를 포함하는 피복된 연마 제품의 측면은 적층형 접착제를 포함하지 않는 피복된 연마 제품의 10cm가 상기 보드로부터 돌출되도록 하는 방식으로 적층형 접착제 피복물을 함유하는 보드 측면에 부착시켰다. 보드 및 피복된 연마 제품이 밀접하게 결합되도록 압력을 가하였다.

25℃에서 작업할 때, 시험할 연마 제품은 피복된 연마 제품의 폭이 5.1cm로 감소되도록 제품의 양 측면을 직선으로 잘랐다. 생성된 연마 제품/보드 복합물을 미국 미네소타주 에덴 프래리 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corp.)으로부터 상표명 "SINTECH 6W"로 시판중인 인열 시험 기계의 상부 집게(jaw) 에 부착된 고정물에 수평으로 탑재시켰다. 피복된 연마 제품의 대략 1cm의 돌출 부분을 집게 사이의 거리가 12.7cm이도록 기계의 하부 집게에 탑재시켰다. 상기 기계는 0.05cm/초의 속도로 집게들을 분리시키며, 이때 피복된 연마 제품은 목재 보드로부터 90°의 각으로 잡아당겨져 피복된 연마 제품의 일부가 보드로부터 분리된다. 이러한 분리에 필요한 힘(즉, 스트립백 힘(stripback force))을 kg/cm로 보고하였다.

복합물 타이층을 갖는 지지층의 일반적인 제조 방법

지지층을 98g의 물, 2g의 AZ1 및 1방울의 비이온성 계면활성제(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)로부터 시판되는 상표명 "트리톤(Triton) X-100"하에 시판중인 것)의 용액으로 피복시켰다. 이 용액을 0 갭(gap)으로 설정된 휴대용 나이프 피복기를 사용하여 지지층상에 피복시키고, 1초당 약 1foot(0.3m/초)의 속도로 지지층을 따라 유도하였다. 피복된 지지층을 공기 건조시켰다.

이어서, 유리-라디칼 중합성 산성 단량체 및 올리고머의 100% 고체 혼합물로 이루어진 제2 피복물을 미국 플로리다주 폼파노 비치 소재의 폴 엔. 가드너 캄파니로부터 시판중인 4-인치(1.6-cm) 폭의 휴대용 피복용 나이프를 사용하여 지지층의 AZ1-피복된 표면상에 적용하였다. 나이프 갭을 225 마이크로미터로 설정하였다. 생성된 타이층 전구체-피복된 지지층을 이어서 미국 매릴랜드주 개이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈로부터 상표명 "UV PROCESSOR"로 구입한 UV 가공기를 통해 "FUSION D" 전구를 사용하여 761 와트/인치²(118W/㎠) 및 16.4 피트/분(5m/분)에서 1회 통과시켜 조사한 후, 120℃에서 10분 내지 20분간 가열하여 타이층이 고정된 지지층을 수득하였다. 생성된 타이층의 공칭 피복물 중량은 110g/㎡이었다.

슬러리 수지 1(SR1)의 제조

1 갤론(4L)의 플라스틱 용기에 1917g의 ACR1, 19g의 PI1, 1738g의 F2, 2235g의 MN2, 74g의 A1 및 17g의 A2를 충전시켰다. 수지를 1시간 동안 25℃에서 기계적으로 교반하였다.

타이층에 접착제층을 결합시키는 일반적인 방법

슬러리 1을 미국 특허 제10/668,736호(Collins 등)의 실시예 1에 기재된 바와 같이 정밀하게-형상화된 공동들을 갖는 도구상에서 휴대용 피복용 나이프를 사용하여 타이층에 2-3 mil의 피복 두께로 피복시킨 후, 타이층으로 옮겼다. 상기 슬러리를 미국 매릴랜드주 개이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈로부터 상표명 "UV PROCESSOR"로 구입한 2대의 UV 가공기를 통해 "FUSION D" 전구를 사용하여 761 와트/인치²(118W/㎠) 및 50 피트/분(15m/분)에서 1회 통과시킨 후, 120℃에서 24시간 동안 가열하였다.

실시예 1 내지 12

하기 표 1a 및 1b에 나타낸 바와 같이, 복합물 타이층 전구체를 갖는 지지층을 상기 복합물 타이층을 갖는 지지층의 일반적인 제조 방법에 따라 제조하였다. 그다음 연마층을 상기 복합물 타이층에 적용하였다. 생성된 피복된 연마 제품을 90°박리 접착 시험으로 시험하였다. 하기 표 1a 및 1b에서, 피복된 연마제들은 본 발명의 피복된 연마제 범위에 포함되었다.

당업자는 본 발명의 범위 및 요지를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양하게 변형 및 변화시킬 수 있으며, 본 발명이 본원에 개시된 예시적인 실시태양들에 의해 부당하게 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims

하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물을 지지층(backing)의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시켜 복합물 타이층(tie layer)을 형성하는 단계;

상기 복합물 타이층에 중합성 구조 수지(make resin) 전구체를 배치시키는 단계;

상기 구조 수지 전구체에 연마 입자를 삽입시키는 단계;

상기 구조 수지 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계;

상기 적어도 부분적으로 중합된 구조 수지 전구체상에 중합성 사이즈 수지(size resin) 전구체를 배치시키는 단계; 및

상기 사이즈 수지 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

를 포함하는, 피복된 연마 제품의 제조 방법.
하나 이상의 다작용성 아지리딘 및 하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체를 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물을 지지층의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계;

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시켜 복합물 타이층을 형성하는 단계;

표면에 다수의 정밀하게-형상화된 공동들을 갖는 도구를 제공하고, 상기 공동들의 적어도 일부에 하나 이상의 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리를 주입하는 단계;

상기 슬러리를 상기 복합물 타이층과 접촉시키는 단계;

상기 슬러리를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

를 포함하는, 피복된 연마 제품의 제조 방법.
주표면을 갖는 지지층;

상기 주표면의 적어도 일부에 고정된 비균질 복합물 타이층; 및

상기 복합물 타이층의 적어도 일부에 고정된 연마층

을 포함하고, 이때 상기 복합물 타이층이,

하나 이상의 다작용성 아지리딘을 포함하는 등방성 조성물을 포함하는 제1 중합성 조성물의 층을 상기 주표면의 적어도 일부에 배치시키는 단계,

하나 이상의 산성 유리-라디칼 중합성 단량체, 및 둘 이상의 측쇄 유리-라디칼 중합성 기를 가지며 단독중합시 50℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 하나 이상의 올리고머를 포함하는 제2 중합성 조성물을 상기 제1 중합성 조성물의 적어도 일부에 배치시키는 단계, 및

상기 제1 및 제2 중합성 조성물을 적어도 부분적으로 중합시키는 단계

에 의해 제조되는 것인 피복된 연마 제품.
제3항에 따른 피복된 연마 제품의 연마층의 적어도 일부를 소정의 소재 표면의 적어도 일부와 마찰 접촉시키는 단계; 및

상기 피복된 연마 제품 및 상기 소재 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해서 이동시켜 상기 소재 표면의 적어도 일부를 연마하는 단계

를 포함하는, 소정의 소재를 연마하는 방법.
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