KR101477467B1

KR101477467B1 - 정합성 연마용품과 그의 제조 및 사용 방법

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Publication number: KR101477467B1
Application number: KR1020147002817A
Authority: KR
Inventors: 피터 에이. 시니어 펠리페; 제임스 더블유. 슈츠; 그레고리 에이. 코엔레; 마이클 제이. 안넨; 알버트 아이. 에버래어츠
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2014-12-29
Also published as: CN101272883A; KR20140034915A; EP1940589B1; AU2006294911A2; CN101272883B; JP2009508706A; BRPI0616189A2; CA2623292A1; AU2006294911B2; EP1940589A1; KR20080046678A; US7618306B2; KR101481842B1; CA2623292C; WO2007038204A1; US20070066185A1; AU2006294911A1; ES2455143T3; JP5199100B2; EP1940589A4

Abstract

본 발명은 제1 주 표면을 갖는 배킹; 상기 제1 주 표면의 중심부와 접촉하는 변형성 재료; 배킹의 제1 주 표면에 부착되며, 배킹과 함께 변형성 재료를 봉입하는 탄성 부재; 및 탄성 부재에 부착되며, 연마 입자와 결합제를 포함하는 연마 부재를 포함하는 정합성 연마용품과, 그의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.

Description

정합성 연마용품과 그의 제조 및 사용 방법{CONFORMABLE ABRASIVE ARTICLES AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME}

본 발명은 정합성 연마용품에 관한 것이다.

자동차 또는 기타 차량 상의 마무리(finish)의 미적 품질을 보호 및 보존하기 위하여, 착색된(채색된) 베이스코트(basecoat) 위에 투명한 (비-채색된 또는 약간 채색된) 탑코트(topcoat)를 제공하여, 상기 베이스코트가 심지어 환경 또는 풍화에의 장기간 노출 동안에도 영향을 받지 않은 채 남아있도록 하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 일반적으로 이 기술 분야에서, 이것은 베이스코트/탑코트 또는 베이스코트/투명코트(clearcoat) 마무리로서 알려져 있다. 전형적으로, 상기 베이스코트는 프라이머(primer) 코트 위에 도포된다. 각각의 이들 코트의 도포 동안, 또는 그들의 수리 동안, 마무리의 외관을 미적으로 손상시키는 닙(nib), 돌출 또는 다른 결함이 발생할 수도 있다.

그러한 결함의 제거(보통 "디-니빙"(de-nibbing)으로 지칭됨)는 현재 연마 방법에 의해 성취되고 있는데, 상기 연마 방법은 전형적으로 느리고 지루하며, 제거되는 닙에 인접한 투명 코트 영역의 특징적인 오렌지 껍질과 같은 외관(orange-peel appearance)의 플랫 스팟(flat spot)을 생성할 수도 있다. 외관에서의 이러한 변화를 극복하기 위하여, 기술자들에게는 개별적인 결함을 수리하는 대신에 전체 차체 패널의 수리가 요구될 수도 있다.

보다 일반적으로는, 표면 외관의 블렌딩과 같은 쟁점도, 많은 다른 종래의 연마 공정들, 예를 들어 코팅된 연마 제품을 포함하는 공정들에서 적어도 미적으로 중요하다.

일 태양에서, 본 발명은

제1 주 표면을 갖는 배킹(backing);

상기 제1 주 표면의 중심부와 접촉하며, 제1 주 표면의 중심 가까이에서 최대 두께를 갖는 변형성 재료;

배킹의 제1 주 표면에 부착되며, 배킹과 함께 변형성 재료를 봉입하는 탄성 부재; 및

탄성 부재에 부착되며, 연마 입자 및 결합제를 포함하는 연마 부재를 포함하는 정합성 연마용품을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은

제1 주 표면을 갖는 배킹을 제공하는 단계;

제1 주 표면의 중심 가까이에서 최대 두께를 갖는 변형성 재료를 배킹의 제1 주 표면의 중심부와 접촉시키는 단계;

탄성 부재를 배킹의 제1 주 표면에 부착시키는 단계 - 여기서, 탄성 부재 및 압축성 배킹은 변형성 재료를 봉입함 - ; 및

연마 입자 및 결합제를 포함하는 연마 부재를 탄성 부재에 부착하는 단계를 포함하는 정합성 연마용품의 제조 방법을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은

제1 주 표면을 갖는 배킹을 제공하는 단계;

탄성 부재를 배킹의 제1 주 표면에 부착시키는 단계 - 여기서, 탄성 부재 및 압축성 배킹은 변형성 재료를 봉입함 - ;

중합성 결합제 전구체와 연마 입자를 함유하는 경화성 조성물을 상기 신장 가능한 타이층(extensible tie layer)에 도포하는 단계; 및

경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화하여 연마제 층을 제공하는 단계를 포함하는 정합성 연마용품의 제조 방법을 제공한다.

몇몇 실시 형태에서, 배킹은 압축성 발포체 층(foam layer)이 부착된 가요성 부재를 포함하며, 여기서 상기 가요성 부재는 상기 배킹의 제2 주 표면을 구성하는 표면을 갖고, 상기 압축성 발포체 층은 상기 배킹의 제1 주 표면을 구성하는 표면을 갖는다.

몇몇 실시 형태에서, 탄성 부재는 엘라스토머 발포체에 부착된 정합성 엘라스토머 필름을 포함하며, 여기서 상기 정합성 엘라스토머 필름은 상기 배킹의 제1 주 표면에 또한 부착된다.

본 발명에 따른 정합성 연마용품은, 예를 들어 공작물(workpiece)의 연마에 유용하다. 예를 들어, 본 발명은 닙 주위의 투명코트 표면의 외관의 지각할 수 있는 손상이 거의 없거나 또는 전혀 없이, 닙 제거라는 원하는 효과를 달성하는 닙-제거 시스템을 제공하여, 시간, 노동력, 및 재료를 상당히 절약하게 된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이,

"압축성(compressible)"은 실질적인 압착(crushing) 또는 융합(fusing) 없이, 인가된 기계적 힘에 의해 부피가 적어도 10％ 감소할 수 있음을 의미한다.

"정합성(conformable)"은 인가된 기계적 힘에 반응하여 형상이 조정될 수 있음을 의미한다.

정합성 연마용품의 "두께"는 배킹의 제2 주 표면으로부터 연마제 층의 최외측 표면까지의 거리로서 결정된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 정합성 연마용품의 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다른 예시적인 정합성 연마용품의 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다른 예시적인 정합성 연마용품의 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다른 예시적인 정합성 연마용품의 단면 개략도.
도 5a-5c는 연마제 층의 다양한 실시 형태의 확대된 개략적 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 정합성 연마 패드의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 정합성 연마 패드의 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 정합성 연마 벨트의 사시도.

본 발명에 따른 정합성 연마용품은, 제1 주 표면을 갖는 배킹과; 상기 제1 주 표면의 중심부와 접촉하며, 상기 제1 주 표면의 중심 가까이에서 최대 두께를 갖는 변형성 재료와; 상기 배킹의 제1 주 표면에 부착된 탄성 부재를 갖는다. 탄성 부재와 배킹은 함께 변형성 재료를 봉입한다. 연마 부재는 연마제 층이 적어도 외측을 향해 배치되도록 탄성 부재에 부착된다.

정합성 연마용품의 하나의 예시적인 실시 형태가 도 1에 도시되어 있다. 이제, 축척으로 도시되지 않은 도 1을 참조하면, 정합성 연마용품(100)은 제1 및 제2 주 표면(115, 116)을 갖는 압축성 배킹(110)을 포함한다. 변형성 재료(120)는 제1 주 표면(115)의 중심부(117)와 접촉하며, 제1 주 표면(115)의 중심(118) 가까이에서 최대 두께를 가진다. 압축성 배킹(110)은 발포체(112) 및 선택적으로 발포체(112)에 부착된 선택적 중합체 필름(113)을 포함한다. 탄성 부재(130)는 압축성 배킹(110)의 제1 주 표면(115)에 부착되어 있으며, 압축성 배킹(110)과 함께 변형성 재료(120)를 봉입한다. 연마제 층(142) 및 선택적인 가요성 배킹(144)을 포함하는 연마 부재(140)가 탄성 부재(130)에 부착되어 있다. 선택적인 부착 시스템(attachment system)(150)이 압축성 배킹(110)의 제2 주 표면(116)에 부착되어 있다.

다른 예시적 실시 형태인, 도 2에서 축척으로 도시되지 않은 정합성 연마용품(200)은 제1 및 제2 주 표면(215, 216)을 갖는 압축성 배킹(210)을 포함한다. 변형성 재료(220)는 제1 주 표면(215)의 중심부(217)와 접촉하며, 제1 주 표면(215)의 중심(218) 가까이에서 최대 두께를 갖는다. 압축성 배킹(210)은 발포체(212) 및 선택적으로 발포체(212)에 부착된 선택적 중합체 필름(213)을 포함한다. 탄성 부재(230)는 압축성 배킹(210)의 제1 주 표면(215)에 부착되어 있으며, 압축성 배킹(210)과 함께 변형성 재료(220)를 봉입한다. 연마제 층(242) 및 선택적인 가요성 배킹(244)을 포함하는 연마 부재(240)가 탄성 부재(230)에 부착되어 있다. 선택적인 부착 시스템(250)이 압축성 배킹(210)의 제2 주 표면(216)에 부착되어 있다. 이 실시 형태에서, 각각의 압축성 배킹(210), 탄성 부재(230), 선택적인 가요성 배킹(244)은 만곡되며, 연마제 층(242)은 외측을 향해 볼록하다.

정합성 연마용품의 다른 예시적인 실시 형태가 도 3에 도시되어 있다. 이제, 축척으로 도시되지 않은 도 3을 참조하면, 정합성 연마용품(300)은 제1 및 제2 주 표면(315, 316)을 갖는 압축성 배킹(310)을 포함한다. 변형성 재료(320)는 제1 주 표면(315)의 중심부(317)와 접촉하며, 제1 주 표면(315)의 중심(318) 가까이에서 최대 두께를 가진다. 압축성 배킹(310)은 발포체(312) 및 선택적으로 발포체(312)에 부착된 선택적 중합체 필름(313)을 포함한다. 탄성 부재(330)는 선택적인 제1 엘라스토머 필름(361)에 부착되어 있으며, 상기 필름은 다시 압축성 배킹(310)의 제1 주 표면(315)에 부착되어 있고, 상기 탄성 부재는 압축성 배킹(310)과 함께, 변형성 재료(320)를 봉입한다. 연마제 층(342) 및 선택적인 가요성 배킹(344)을 포함하는 연마 부재(340)는 선택적 제2 엘라스토머 필름(363)에 부착되어 있고, 상기 필름은 다시 탄성 부재(330)에 부착되어 있다. 연마제 층(342)은 형상화된(shaped) 연마 복합체(348)의 배열(array)을 포함한다. 선택적으로 루프(356)를 갖는 선택적인 부착 시스템(350)이 압축성 배킹(310)의 제2 주 표면(316)에 부착되어 있다.

정합성 연마용품의 다른 예시적인 실시 형태가 도 4에 도시되어 있다. 이제, 축척으로 도시되지 않은 도 4를 참조하면, 정합성 연마용품(400)은 제1 및 제2 주 표면(415, 416)을 갖는 압축성 배킹(410)을 포함한다. 변형성 재료(420)는 제1 주 표면(415)의 중심부(417)와 접촉하며, 실질적으로 두께가 균일한 중심 영역(470) 및 두께가 감소하는 주변 영역(472)을 갖는다. 압축성 배킹(410)은 발포체(412) 및 선택적으로 발포체(412)에 부착된 선택적 중합체 필름(413)을 포함한다. 탄성 부재(430)는 선택적인 제1 엘라스토머 필름(461)에 부착되어 있으며, 상기 필름은 다시 압축성 배킹(410)의 제1 주 표면(415)에 부착되어 있고, 상기 탄성 부재는 압축성 배킹(410)과 함께, 변형성 재료(420)를 봉입한다. 연마제 층(442) 및 선택적인 가요성 배킹(444)을 포함하는 연마 부재(440) (도시되지 않음)는 선택적 제2 엘라스토머 필름(463)에 부착되어 있고, 상기 필름은 다시 탄성 부재(430)에 부착되어 있다. 연마제 층(442)은 형상화된 연마 복합체(448)의 배열을 포함한다. 나사식 체결구(452)를 갖는 선택적인 부착 시스템(450)은 압축성 탄력성(resilient) 배킹(410)의 제2 주 표면(416)에 부착되어 있다. 이 실시 형태에서, 압축성 배킹(410)은 실질적으로 평면형인 반면, 탄성 부재(430), 선택적인 가요성 배킹(444)은 만곡되고, 연마제 층(442)은 외측을 향해 볼록하다.

배킹

배킹은 임의의 강성 또는 탄력성 및/또는 압축성 재료(들)를 포함할 수 있다. 전형적으로 배킹의 가요성 정도는 사용 의도에 따라 달라질 것이다.

예를 들어, 몇몇 실시 형태에서, 배킹은 강성 판 또는 플랜지(flange) (예를 들어, 성형된 중합체 또는 금속 판 또는 플랜지)를 포함할 수도 있다. 선택적으로, 이들 실시 형태에서의 배킹은, 예를 들어 이하에 설명된 바와 같이 일체형 또는 부착형 기계적 체결구를 가질 수도 있다.

몇몇 실시 형태에서, 배킹은 압축성 탄력성 부직포 웨브를, 선택적으로 거기에 부착되는 하나 이상의 얇은 합성 중합체 필름과 조합하여 포함할 수도 있다.

유용한 부직포 웨브는, 예를 들어 오픈(open) 섬유 웨브 (예를 들어, 로프티(lofty) 오픈 섬유 웨브)를 포함하며, 여기서 상기 섬유는 그들의 상호 접착점에서 결합제 (예를 들어, 결합제 전구체 물질의 건조 및/또는 경화에 의해 형성됨)에 의해 서로 접합된다. 상기 부직포 웨브는, 예를 들어 공기-지지된 구성 (예를 들어, 미국 특허 제2,958,593호 (후버(Hoover) 등)에 기재됨), 카디드(carded) 및 교차 중첩된(cross-lapped) 구성, 또는 멜트블로운(meltblown) 구성으로 만들 수 있다. 유용한 섬유는 천연 및 합성 섬유, 및 이들의 블렌드를 포함한다. 유용한 합성 섬유는, 예를 들어 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌-테레프탈레이트), 고탄력성 또는 저탄력성 나일론 (예를 들어, 헥사메틸렌-아디프아미드, 폴리카프로락탐), 폴리프로필렌, 아크릴 (아크릴로니트릴 중합체로부터 형성), 레이온, 셀룰로오스 아세테이트, 비닐-아크릴로니트릴의 클로라이드 공중합체 및 기타로 만들어진 섬유를 포함한다. 적절한 천연 섬유는 면, 울, 황마, 및 대마로부터 유래하는 것을 포함한다.

섬유 직경은, 예를 들어 1, 2, 4, 6, 10, 13, 17, 70, 110, 120 또는 200 데니어 이하일 수 있지만, 이것은 필요 조건은 아니다. 섬유 웨브 평량(basis weight)은 웨브 두께 및 오픈 정도(degree of openness)에 의존할 것이다.

적합한 결합제 전구체 물질의 예로서는, 라텍스(예를 들어, 아크릴 라텍스 또는 폴리우레탄 라텍스), 페놀 수지, 아미노플라스트 수지, 중합체 플라스티졸, 및 그 조합을 들 수 있다.

전형적으로 부직포 웨브는 형성된 후 결합제 전구체로 코팅되고, 그 후 경화성 결합제 전구체를 상기 웨브에, 예를 들어 롤 코팅, 침지 코팅, 또는 스프레이에 의해 도포하는 코팅 절차에 따른다.

몇몇 실시 형태에서, 배킹은 적어도 하나의 압축성 발포체 층을, 선택적으로 거기에 부착되는 하나 이상의 가요성 부재 (예를 들어, 중합체 필름)와 조합하여 포함한다. 일반적으로, 이들 실시 형태에서, 적어도 하나의 코팅 가능한 주 표면을 갖는 임의의 발포체 층이 사용될 수도 있다. 상기 발포체 층은 임의의 압축성 발포 재료를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시 형태에서, 상기 압축성 발포 재료는 탄성을 갖는다. 유용한 발포체는 탄성 발포체, 예를 들어 클로로프렌 고무 발포체, 에틸렌/프로필렌 고무 발포체, 부틸 고무 발포체, 폴리부타디엔 발포체, 폴리아이소프렌 발포체, EPDM 중합체 발포체, 폴리우레탄 발포체, 에틸렌-비닐 아세테이트 발포체, 네오프렌 발포체, 및 스티렌/부타디엔 공중합체 발포체를 포함한다. 또한, 유용한 발포체는 열가소성 발포체, 예를 들어 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 폴리부틸렌 발포체, 폴리스티렌 발포체, 폴리아미드 발포체, 폴리에스테르 발포체, 가소화 폴리비닐 클로라이드(즉, PVC) 발포체를 포함한다. 상기 발포체 층은 다양한 개방 셀 또는 폐쇄 셀의 것일 수도 있지만, 전형적으로는, 연마용품을 연마액(liquid)과 함께 사용하기 위한 것이라면, 연마액의 유입을 가능케 하기에 충분한 다공성을 갖는 개방 셀 발포체가 바람직하다. 유용한 개방 셀 발포체의 특정예로는, 일브룩, 인크. (Illbruck, Inc., 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재)로부터 상품명 "R 200U", "R 400U", "R 600U" 및 "EF3-700C"로 구매가능한 폴리에스테르 폴리우레탄 발포체가 있다.

압축성 배킹이 발포체 층을 포함하는 실시 형태에서, 전형적으로 압축성 발포체 층의 두께는 1 내지 50 ㎜ 범위이지만, 다른 두께가 또한 이용될 수도 있다. 전형적으로, 압축성 발포체 층의 벌크 밀도(bulk density)는 ASTM D-3574에 의해 측정했을 때 0.03 그램/㎤(2 lbs/ft³)보다 크지만, 저밀도 발포체 층이 또한 사용될 수도 있다. 몇몇 실시 형태에서, 상기 발포체 층은 0.03 내지 0.10 그램/㎤(1.8 - 6 lbs/ft³)의 벌크 밀도를 갖는다. 더 얇은 또는 더 두꺼운 및/또는 더 가벼운 또는 더 무거운 발포체가 유용할 수 있지만, 이것은 종래 코팅 장비에서 가공하는 것이 다소 더 어렵기 때문에 특별한 취급을 필요로 할 수도 있다.

전형적으로 압축성 배킹은 실질적으로 평행한 주 표면들을 갖는 시트 형태이지만, 하나 또는 둘 모두의 주 표면이 평면 또는 평면 이외인 다른 표면 구성도 유용하다. 예를 들어, 압축성 배킹이 발포체 층을 포함하는 실시 형태에서, 제2 주 표면은 부착을 용이하게 하기 위하여 평면일 수도 있으며, 제1 주 표면은 즉 파상(undulated) 또는 회선상(convolute) 표면과 같이 평면 이외의 것일 수도 있다. 회선상 발포체는 미국 특허 제5,007,128호 및 미국 특허 제5,396,737호(둘 모두 엔글룬드(Englund) 등)에 개시되어 있다.

압축성 배킹이 발포체 층을 포함하는 실시 형태에서, 상기 발포체 층은 85 내지 150％ 범위의 연신율 (즉, (발포체의 신장된 길이 - 발포체의 신장되지 않은 길이) / (발포체의 신장되지 않은 길이) x 100 = 85 내지 150％)을 가질 수도 있다.

변형성 재료

변형성 재료는 배킹의 제1 주 표면의 중심부와 접촉하며, 그 중심 가까이에서 최대 두께를 갖는다. 변형성 재료는 가스 (예를 들어, 공기), 액체 (예를 들어, 물, 오일), 발포체 (예를 들어, 상기에 기재한 바와 같은 것), 반고형상의 젤 또는 페이스트, 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 변형성 재료는 중합체 블래더(bladder) 내에 봉입될 수도 있다.

몇몇 실시 형태에서, 변형성 재료는 엘라스토머를 포함한다. 예를 들어, 변형성 재료는 고도로 가소화된 엘라스토머를 전형적으로 포함하는, 적어도 하나의 엘라스토머 젤 또는 발포된 엘라스토머 젤을 포함하거나, 또는 심지어 상기 젤로 본질적으로 이루어질 수 있다. 유용한 엘라스토머 젤의 예에는, 예를 들어 미국 특허 제6,908,979호 (아렌도스키(Arendoski))에 기재된 바와 같이 폴리우레탄 엘라스토머 젤; 예를 들어 미국 특허 제5,994,450호 및 미국 특허 제6,797,765호 (둘 모두 피어스(Pearce))에 기재된 바와 같이 SEEPS 엘라스토머 젤; 스티렌-부타디엔-스티렌/오일 젤; 및 예를 들어 미국 특허 제6,013,711호 (루이스(Lewis) 등)에 기재된 바와 같이 실리콘 엘라스토머 젤이 포함된다.

고체 및 젤 재료에 있어서, 변형성 재료의 탄성 계수 (1 ㎐ 및 25℃)에서 측정됨)는 1500 내지 4.9 X 10⁵ 파스칼(㎩), 예를 들어 1750 내지 1 X 10⁵ ㎩이지만, 이것이 필요 조건은 아니다. 그러한 변형성 재료의 예에는, 스티렌-부타디엔-스티렌/오일 젤 (예를 들어, 1 ㎐ 및 25℃에서 탄성 계수가 1992 ㎩임), 우레탄 발포체 (예를 들어, 1 ㎐ 및 25℃에서 탄성 계수가 3.02 X 10⁵ ㎩이거나 1 ㎐ 및 25℃에서 탄성 계수가 4.31 X 10⁵ ㎩임); 및 엘라스토머 우레탄 고무 (예를 들어, 1 ㎐ 및 25℃에서 상기 모듈러스가 4.89 X 10⁵ ㎩임)가 포함된다.

변형성 재료는 임의의 형상, 예를 들어 돔, 곡선, 원뿔, 절두형 원뿔, 릿지(ridge), 다면체, 절두형 다면체, 또는 기타의 형상 (예를 들어, 유르트(yurt)형)과 같은 기하학적 형상일 수 있다. 또한, 변형성 재료는, 예를 들어 직사각형 패드 또는 벨트의 경우에서와 같이, 릿지형 (예를 들어, 압축성 배킹의 제1 주 표면의 가장 긴 치수를 따라)일 수도 있다.

변형성 재료는 압축성 배킹의 제1 주 표면과, 0.1, 5, 10, 20, 30, 40 또는 50％만큼 작은 ％로부터 최대 60, 70, 80, 90 또는 심지어 99.9％까지 접촉할 수 있다. 예를 들어, 변형성 재료는 압축성 배킹의 주 표면의 적어도 절반과 접촉할 수도 있다.

전형적으로, 변형성 재료의 최대 두께는, 예를 들어 정합성 연마용품의 사용 의도 및 전체 크기와 같은 요인에 기초하여 선택된다. 몇몇 실시 형태에서, 변형성 재료의 최대 두께는 25 마이크로미터 내지 0.5 센티미터의 범위이다.

탄성 부재

탄성 부재는 압축성 배킹과의 사이에 변형 재료를 봉입하면서 연마용품에 어느 정도의 가요성 및 탄력성을 제공하는 재료의 층이다.

몇몇 실시 형태에서, 상기 탄성 부재는 엘라스토머 필름을 포함한다. 엘라스토머 필름은 균일 필름일 수 있거나, 복합 필름 (예를 들어, 공압출, 열적층, 또는 접착 접합에 의해 제조되는 다층을 가짐)일 수 있다. 상기 엘라스토머 필름에 사용될 수 있는 엘라스토머의 예에는, 폴리올레핀, 폴리에스테르 (예를 들어, 이.아이. 듀퐁 드 네므와 앤드 컴퍼니(E.I. du Pont de Nemours& Co., 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상품명 "하이트렐(HYTREL)"로 입수가능한 것들), 폴리아미드, 스티렌/부타디엔 공중합체(예를 들어, 크라톤 폴리머즈(Kraton Polymers, 미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 상품명 "크라톤(KRATON)"으로 입수가능한 것들), 및 폴리우레탄 엘라스토머 (예를 들어, 상품명 "에스탄(ESTANE) 5701" 및 "에스탄 5702"로 입수가능한 폴리우레탄 엘라스토머); 클로로프렌 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 폴리아이소프렌 고무, 천연 또는 합성 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 또는 EPDM 고무; 및 그 조합이 포함된다. 유용한 엘라스토머 필름의 예에는, 미국 특허 제2,871,218호 (숄렌베르거(Schollenberger)); 미국 특허 제3,645,835호 (혹슨(Hodgson)); 미국 특허 제4,595,001호 (포터(Potter) 등); 미국 특허 제5,088,483호 (하이네크(Heinecke)); 미국 특허 제6,838,589호 (리에트케(Liedtke) 등); 및 RE33353 (하이네크)에 기재된 것들이 포함된다. 또한, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상품명 "테가덤(TEGADERM)"으로 구매가능한, 감압 접착제 코팅된 폴리우레탄 엘라스토머 필름도 유용하다.

몇몇 실시 형태에서, 탄성 부재는 탄력성 발포체를 포함한다. 예를 들어, 탄성 부재는 엘라스토머 발포체에 부착된 엘라스토머 필름의 복합체를 포함할 수 있다. 유용한 탄력성 엘라스토머 발포체는, 예를 들어 클로로프렌 고무 발포체, 에틸렌/프로필렌 고무 발포체, 부틸 고무 발포체, 폴리부타디엔 발포체, 폴리아이소프렌 발포체, EPDM 중합체 발포체, 폴리우레탄 발포체, 에틸렌-비닐 아세테이트 발포체, 네오프렌 발포체, 및 스티렌/부타디엔 공중합체 발포체를 포함한다.

부착은 예를 들어, 접착제 (예를 들어, 핫멜트 또는 감압 접착제), 공압출, 열적층, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 성취할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 엘라스토머 필름 또는 엘라스토머 발포체 중 어느 하나는, 예를 들어 상기 배킹의 제1 주 표면에 부착될 수도 있다.

탄성 부재는, 예를 들어 안정제, 충전제, 안료, 및 가공 조제 등과 같은 첨가제를 포함할 수도 있다.

탄성 부재는 예를 들어 핫멜트 접착제, 감압 접착제, 아교(glue), 및 열적층 또는 접합을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 배킹에 부착될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 부착은 예를 들어 쓰리엠 컴퍼니에 의해 상품명 "HS300LSE"로 시판되는 것과 같은 감압 전사 접착제(pressure sensitive transfer adhesive)를 사용하여 달성할 수 있다.

전형적으로, 탄성층의 두께는 0.01 내지 3.5 ㎜ 범위, 예를 들어, 0.02 내지 3.2 ㎜ 범위 또는 0.02 내지 1.7 ㎜ 범위이지만, 다른 두께가 또한 이용될 수도 있다.

전형적으로, 탄성 부재의 탄성 계수 (1 ㎐ 및 25℃에서 측정)는 2.4 X 10⁵ 내지 7 x 10⁵㎩, 예를 들어 3 X 10⁵ 내지 6 x 10⁵ ㎩, 또는 심지어 4 X 10⁵ 내지 5 x 10⁵ ㎩이지만, 이것이 필요 조건은 아니다.

대안적으로, 또는 선택적인 타이층(tie layer) 이외에, 탄성 부재는 코로나, 화염 또는 산 또는 염기 프라이밍에 의해 표면 처리될 수 있다.

연마 부재

연마 부재는 연마제 층을 포함하며, 이 연마제 층은 선택적으로 가요성 배킹에 부착된다 (즉, 코팅된 연마용품). 선택적인 가요성 배킹은 탄성일 수도 있다.

몇몇 실시 형태에서, 연마제 층은, 예를 들어 도 5a에 도시된 바와 같이 메이크층 및 사이즈층과 연마 입자를 포함한다. 이제, 도 5a를 참조하면, 연마제 층(140a)은 메이크층(506), 연마 입자(510), 사이즈층(512) 및 선택적 수퍼사이즈층(514)을 포함한다. 이들 실시 형태에 따른 유용한 메이크층, 사이즈층, 및 선택적인 수퍼사이즈층, 가요성의 코팅된 연마용품, 및 그 제조 방법은 예를 들어 미국 특허 제4,588,419호 (콜(Caul) 등); 미국 특허 제4,734,104호 (브로베르그(Broberg)); 미국 특허 제4,737,163호 (라르키(Larkey)); 미국 특허 제4,751,138호 (투메이(Tumey) 등); 미국 특허 제5,078,753호 (브로베르그 등); 미국 특허 제5,203,884호 (부카난(Buchanan) 등); 미국 특허 제5,152,917호 (피에퍼(Pieper) 등); 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러(Culler) 등); 미국 특허 제5,366,523호 (로웬호스트(Rowenhorst) 등); 미국 특허 제5,417,726호 (스타우트(Stout) 등); 미국 특허 제5,436,063호 (폴레트(Follett) 등); 미국 특허 제5,490,878호 (피터슨(Peterson) 등); 미국 특허 제5,496,386호 (브로베르그(Broberg) 등); 미국 특허 제5,609,706호 (베네딕트(Benedict) 등); 미국 특허 제5,520,711호 (헬민(Helmin)); 미국 특허 제5,954,844호 (로(Law) 등); 미국 특허 제5,961,674호 (가글리아디(Gagliardi) 등); 미국 특허 제4,751,138호 (투메이 등); 미국 특허 제5,766,277호 (드보에(DeVoe) 등); 미국 특허 제6,059,850호 (리세(Lise) 등); 미국 특허 제6,077,601호 (드보에 등); 미국 특허 제6,228,133호 (투르베르(Thurber) 등); 및 미국 특허 제5,975,988호 (크리스티안슨(Christianson))에 기재된 것 및 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "260L 임페리얼 피니싱 필름(IMPERIAL FINISHING FILM)"으로 시판되는 것들을 포함한다.

다른 실시 형태에서, 연마제 층은, 예를 들어 도 5b에 도시된 바와 같이, 전형적으로 결합제 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포된, 결합제 중 연마 입자를 포함한다. 이제 도 5b를 참조하면, 연마제 층(140b)은 결합제(536) 및 연마 입자(510)를 포함한다. 그러한 연마제 층의 재료 및 제조 방법에 관한 상세한 내용은, 예를 들어 미국 특허 제4,927,431호 (부카난 등); 미국 특허 제5,014,468호 (라비파티(Ravipati) 등); 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러(Culler) 등); 미국 특허 제5,942,015호 (쿨러 등); 미국 특허 제6,261,682호 (로); 및 미국 특허 제6,277,160호 (스툽스(Stubbs) 등); 및 미국 특허 공개 제2003/0207659 A1호 (아넨(Annen) 등) 및 미국 특허 공개 제2005/0020190 A1호 (슈츠(Schutz) 등)에서 찾아볼 수 있다.

연마 부재가 배킹을 갖지 않는 실시 형태에서, 결합제 전구체 중 연마 입자의 슬러리를 직접 탄성 부재에 도포한 후, 적어도 부분적으로 경화시킬 수 있다. 이 실시 형태의 유용한 가요성의 코팅된 연마용품의 예에는, 미국 특허 제6,929,539호 (슈츠 등)에 기재된 것들이 포함된다.

몇몇 실시 형태에서, 연마제 층은, 예를 들어 도 5c에 도시된 바와 같이 구조화된 연마제 층을 포함한다. 이제 도 5c를 참조하면, 구조화된 연마제 층(140c)은 정밀하게 형상화된 연마 복합체(565)를 포함한다. 정밀하게 형상화된 연마 복합체(565)는 결합제(536) 전체에 걸쳐 분산된 연마 입자(510)를 포함한다.

도 5a-5c에 도시된 실시 형태에서, 연마제 층은 탄성 부재, 또는 존재한다면, 선택적인 가요성 배킹과 접촉할 수도 있다.

본 발명의 실시에 있어서 유용한 구조화된 연마 부재는, 일반적으로 복수의 비-랜덤하게 형상화된 연마 복합체를 포함하는 연마제 층을 갖고, 선택적으로 가요성 배킹 상에 지지되고, 탄성 부재에 부착된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "연마 복합체"라는 용어는 연마 입자 및 결합제를 포함하는 몸체(body)를 말한다. 몇몇 실시 형태에서, 형상화된 연마 복합체는 소정의 패턴 (예를 들어, 배열로서)에 따라 정렬될 수 있다.

몇몇 실시 형태에서, 형상화된 연마 복합체의 적어도 일부는 "정밀하게 형상화된" 연마 복합체를 포함할 수 있다. 이것은 연마 복합체의 형상이 상대적으로 매끄러운 표면 처리된 면들에 의해 규정됨을 의미하는데, 이 표면 처리된 면은 명료한 에지 길이를 갖고 여러 면들의 교차에 의해 규정되는 명료한 종점(endpoint)을 갖는 명확한 에지에 의해 경계지워지고 결합된다. "경계지워진" 및 "경계"라는 용어는 각 연마 복합체의 실제의 3차원 형상의 경계를 정하고 규정하는 각 복합체의 노출된 표면과 에지를 말한다. 이들 경계는, 연마용품의 단면을 주사 전자 현미경 하에서 관찰할 때, 쉽게 육안으로 볼 수 있고 식별할 수 있다. 이들 경계는 심지어 상기 복합체가 그들의 베이스(base)에서 공통 경계선을 따라 서로 인접한 경우에도, 하나의 정밀하게 형상화된 연마 복합체를 다른 것과 분리하고 구별한다. 비교해 보면, 정밀 형상을 갖지 않는 연마 복합체에서는, 상기 경계와 에지는 명확하지 않다 (예를 들어, 상기 연마 복합체가 경화 완료 전에 처지는 경우). 전형적으로, 정밀하게 형상화된 연마 복합체는 소정의 패턴 또는 배열에 따라 배킹 상에 정렬되지만, 이것이 필요 조건은 아니다.

형상화된 연마 복합체는 약간의 그 작업 표면이 상기 연마제 층의 폴리싱 표면으로부터 함몰되도록 정렬될 수 있다.

적합한 선택적인 가요성 배킹은, 연마제 기술 분야에서 사용되는 가요성 배킹, 예를 들어 가요성 중합체 필름 (프라임드 중합체 필름 및 엘라스토머 중합체 필름 포함), 엘라스토머 천, 얇은 중합체 발포체, 및 그 조합을 포함한다. 적합한 가요성 중합체 필름의 예에는, 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 이오노머 필름 (예를 들어, 이.아이. 듀퐁 드 네므와 앤드 컴퍼니 (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상품명 "설라인(SURLYN)"으로 입수가능한 것들), 비닐 필름, 폴리카르보네이트 필름, 및 그 적층체가 포함된다.

구조화된 연마 부재는, 생성된 구조화된 연마용품이 배킹 부재에 부착된 복수의 형상화된 연마 복합체를 갖도록 하는 방식으로, 연마 입자와, 전술한 결합제 수지의 응고성 또는 중합성 전구체 (즉, 결합제 전구체)의 슬러리를 형성하고, 그 슬러리를 배킹 부재와 (또는 상기 탄성 부재와 직접) 접촉시키고, (예를 들어, 전자기 방사 또는 열에너지에의 노출에 의해) 상기 결합제 전구체를 응고 및/또는 중합시킴으로써 제조할 수 있다.

에너지 공급원의 예에는, 열에너지 및 방사 에너지(전자빔, 자외광, 및 가시광 포함)가 포함된다.

몇몇 실시 형태에서, 상기 슬러리를, 내부에 정밀하게 형상화된 공동을 갖는 생성 도구 상에 직접 코팅하고 상기 배킹에 접촉시키거나, 또는 상기 배킹 상에 코팅하고 상기 생성 도구에 접촉시킬 수 있다. 이 실시 형태에서, 그 후 전형적으로, 상기 슬러리가 상기 생성 도구의 공동 내에 존재하는 동안에, 상기 슬러리를 응고시키거나 경화시킨다. 미국 특허 제6,929,539호 (슈츠 등).

정밀하게 형상화된 연마 복합체는 연마제 층의 노출된 표면 상에 상승된 특징부 또는 함몰부 중 적어도 하나를 생성하는 임의의 3차원 형상의 것일 수 있다. 유용한 형상은, 예를 들어 입방정형, 프리즘형, 피라미드형 (예를 들어, 정사각형 피라미드형 또는 육각형 피라미드형), 절두 피라미드형, 원추형, 절두 원추형, 소형 텐트(pup tent)형, 및 릿지형을 포함한다. 또한, 상이한 형상 및/또는 크기의 연마 복합체들의 조합이 사용될 수도 있다. 상기 구조화된 연마 부재의 연마제 층은 연속성 또는 불연속성일 수 있다.

정밀 마무리 응용에 있어서, 연마제 층 중의 형상화된 연마 복합체의 밀도는 전형적으로 적어도 1,000개, 10,000개 또는 심지어 적어도 20,000개의 연마 복합체/6.45 ㎠(인치의 제곱) (예를 들어, 제곱 센티미터 당 적어도 150개, 1,500개, 또는 심지어 7,800개의 연마 복합체)로부터 50,000개, 70,000개를 포함한 이 개수까지의, 또는 심지어 100,000개만큼 많은 연마 복합체/6.45 ㎠(인치의 제곱)(제곱 센티미터 당 7,800개, 11,000개를 포함한 이 개수까지의, 또는 심지어 15,000개만큼 많은 연마 복합체)의 범위이지만, 연마 복합체의 보다 크거나 보다 작은 밀도가 또한 사용될 수도 있다.

정밀하게 형상화된 연마 복합체를 갖는 구조화된 연마 부재에 관한 더욱 상세한 내용 및 그 제조 방법은, 예를 들어 미국 특허 제5,152,917호 (피에퍼(Pieper) 등); 미국 특허 제5,304,223호 (피에퍼 등); 미국 특허 제5,435,816호 (스푸르게온(Spurgeon) 등); 미국 특허 제5,672,097호 (후프만(Hoopman)); 미국 특허 제5,681,217호 (후프만 등); 미국 특허 제5,454,844호 (히바드(Hibbard) 등); 미국 특허 제5,549,962호 (홈스(Holmes) 등); 미국 특허 제5,700,302호 (스토에첼(Stoetzel) 등); 미국 특허 제5,851,247호 (스토에첼 등); 미국 특허 제5,910,471호 (크리스티안슨 등); 미국 특허 제5,913,716호 (무치(Mucci) 등); 미국 특허 제5,958,794호 (브룩스부르트(Bruxvoort) 등); 미국 특허 제6,139,594호 (킨케이드(Kincaid) 등); 미국 특허 제6,923,840호 (슈츠 등); 및 미국 특허 출원 제2003/0022604호 (아넨 등)에서 찾아볼 수 있다.

본 발명을 실시하는 데 유용한, 정밀하게 형상화된 연마 복합체를 갖는 구조화된 연마 부재는 예를 들어 쓰리엠 컴퍼니 (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)에 의해 상품명 "쓰리엠 트리작트 피네스-잇(3M TRIZACT FINESSE-IT)"으로 시판되는 바와 같이 필름 및/또는 디스크로서 구매가능하다. 예에는 등급 A7, A5 및 A3으로 입수가능한 "쓰리엠 피네스-잇 트리작트 필름(3M FINESSE-IT TRIZACT FILM), 466LA"가 포함된다. 또한, 연마 복합체 크기가 더 큰 구조화된 연마 부재, 예를 들어 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한, 상품명 "트리작트 CF"로 시판되는 것들이 본 발명을 실시하는 데 유용할 수 있다.

또한, 구조화된 연마 부재를, 중합성 결합제 전구체, 연마 입자, 및 선택적인 실란 커플링제를 포함하는 슬러리를, 배킹과 접촉한 상태로 있는 스크린을 통하여 코팅함으로써 제조할 수 있다. 이 실시 형태에서는, 그 후 전형적으로, 상기 슬러리가 스크린의 개구 내에 존재하고 있는 동안에, 상기 슬러리를 추가로 중합시키고 (예를 들어, 에너지 공급원에의 노출에 의해), 그럼으로써, 일반적으로 형상이 상기 스크린 개구에 상응하는 복수의 형상화된 연마 복합체를 형성한다. 이 유형의 스크린 코팅된 구조화된 연마 부재에 관한 더욱 상세한 내용은 예를 들어 미국 특허 제4,927,431호 (부카난 등); 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러 등); 미국 특허 제5,942,015호 (쿨러 등); 미국 특허 제6,261,682호 (로); 및 미국 특허 제6,277,160호 (스툽스 등)에서 찾아볼 수 있다.

몇몇 실시 형태에서, 중합성 결합제 전구체, 연마 입자, 및 선택적인 실란 커플링제를 포함하는 슬러리를, 패턴화 방식으로 (예를 들어, 스크린 또는 그라비어 인쇄(gravure printing)에 의해) 배킹 상에 침착시키고, 부분적으로 중합하여, 적어도 상기 코팅된 슬러리의 표면이 가소성은 갖지만 비-유동성이 되게 하고, 그 부분적으로 중합된 슬러리 제형 상에 패턴을 엠보싱하고, 그 후 추가로 중합하여 (예를 들어, 에너지 공급원에의 노출에 의해), 상기 배킹에 부착된 복수의 형상화된 연마 복합체를 형성할 수 있다. 이러한 방법 및 관련 방법에 의해 제조된 그러한 엠보싱된 구조화 연마용품이, 예를 들어 미국 특허 공개 제2001/0041511호 (락(Lack) 등)에 기재되어 있다. 그러한 엠보싱된 구조화 연마용품의 구매가능한 예에는 노턴-St. 고바인 어브래시브즈 컴퍼니 (Norton-St. Gobain Abrasives Company, 미국 매사추세츠주 워세스터 소재)로부터 상품명 "노락스(NORAX)" - 예를 들어, "노락스 U264 - X80", "노락스 U266 - X30", "노락스 U264 - X80", "노락스 U264 - X45", "노락스 U254 - X45, X30", "노락스 U264 - X16", "노락스 U336 - X5" 및 "노락스 U254 - AF06" - 로 입수가능한 연마 벨트 및 디스크가 포함되는 것으로 여겨진다.

구조화된 연마제 층은, 중합성 결합제 전구체, 연마 입자, 및 선택적인 실란 커플링제를 포함하는 슬러리를, 선택적으로 타이층을 갖거나, 또는 표면이 처리될 수 있는 탄성 부재와 접촉한 상태로 있는 스크린을 통하여 코팅함으로써 제조할 수 있다. 이 실시 형태에서는, 그 후 전형적으로, 상기 슬러리가 스크린의 개구 내에 존재하고 있는 동안에, 상기 슬러리를 추가로 중합시키고 (예를 들어, 열 또는 전자기 방사선과 같은 에너지 공급원에의 노출에 의해), 그럼으로써, 일반적으로 형상이 상기 스크린 개구에 상응하는 복수의 형상화된 연마 복합체를 형성한다. 이 유형의 스크린 코팅된 구조화된 연마 부재에 관한 더욱 상세한 내용은 예를 들어 미국 특허 제4,927,431호 (부카난 등); 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러 등); 미국 특허 제5,942,015호 (쿨러 등); 미국 특허 제6,261,682호 (로); 및 미국 특허 제6,277,160호 (스툽스 등)와, 미국 특허 공개 제2001/0041511호 (락 등)에서 찾아볼 수 있다.

경화되어 전술한 결합제를 형성할 수 있는 유용한 중합성 결합제 전구체는 잘 알려져 있으며, 예를 들어 열경화성 수지 및 방사선 경화성 수지를 포함하는데, 상기 수지는 예를 들어 열에 의해 및/또는 방사 에너지에 노출함으로써 경화시킬 수 있다. 예시적인 중합성 결합제 전구체에는 페놀 수지, 아미노플라스트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레탄 수지, 폴리아크릴레이트 (예를 들어, 펜던트형 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 아크릴레이트, 아크릴레이트 아이소시아누레이트, (폴리)아크릴레이트 단량체, 및 아크릴 수지), 알키드 수지, 에폭시 수지(비스-말레이미드 및 플루오렌-개질 에폭시 수지 포함), 아이소시아누레이트 수지, 알릴 수지, 푸란 수지, 시아네이트 에스테르, 폴리이미드, 및 그 혼합물이 포함된다. 중합성 결합제 전구체는 하나 이상의 반응성 희석제 (예를 들어, 저점도 모노아크릴레이트) 및/또는 점착 촉진 단량체 (예를 들어, 아크릴산 또는 메타아크릴산)를 포함할 수도 있다.

자외선 방사 또는 가시광 방사 중 어느 하나를 사용할 경우, 전형적으로 상기 중합성 결합제 전구체는 광개시제를 추가로 포함한다.

자유 라디칼 공급원을 발생시키는 광개시제의 예에는 유기 과산화물, 아조 화합물, 퀴논, 벤조페논, 니트로소 화합물, 아크릴 할라이드, 하이드라존, 머캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 트라이아크릴이미다졸, 비스이미다졸, 포스펜 옥사이드, 클로로알킬트라이아진, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 티옥산톤, 아세토페논 유도체, 및 그 조합이 포함되지만, 이로 한정되는 것은 아니다.

양이온성 광개시제는 산 공급원(acid source)을 발생시켜 에폭시 수지의 중합을 개시한다. 양이온성 광개시제는 오늄 양이온과, 금속 또는 준금속의 할로겐 함유 착물 음이온을 갖는 염을 포함한다. 다른 양이온성 광개시제는 유기금속 착물 양이온과, 금속 또는 준금속의 할로겐 함유 착물 음이온을 갖는 염을 포함한다. 이들은 미국 특허 제4,751,138호에 또한 기재되어 있다. 양이온성 광개시제의 다른 예로는, 미국 특허 제4,985,340호; 유럽 특허 출원 제306,161호 및 유럽 특허 출원 제306,162호에 기재된 유기금속염 및 오늄염이 있다. 또 다른 양이온성 광개시제는 금속이 원소 주기율표의 IVB, VB, VIB, VIIB 및 VIIIB족의 원소로부터 선택되는 유기금속 착물의 이온염을 포함한다.

또한, 중합성 결합제 전구체는 방사 에너지 이외의 에너지 공급원에 의해 경화 가능한 수지, 예를 들어 축합 경화성 수지를 포함할 수도 있다. 그러한 축합 경화성 수지의 예에는 페놀 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 및 우레아-포름알데히드 수지가 포함된다.

결합제 전구체 및 결합제는 연삭 조제, 충전제, 습윤제, 화학 발포제(blowing agent), 계면활성제, 안료, 커플링제, 염료, 개시제, 에너지 수용체, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 선택적 첨가제를 포함할 수도 있다. 또한, 선택적 첨가제는 플루오로붕산칼륨, 스테아르산리튬, 유리 기포, 팽창성 기포(inflatable bubble), 유리 비드, 빙정석, 폴리우레탄 입자, 폴리실록산 검, 중합체 입자, 고체 왁스, 액체 왁스 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수도 있다.

본 발명에서 유용한 연마 입자는 일반적으로 천연 연마재 및 제조된 연마재의 두 부류로 나눌 수 있다. 유용한 천연 연마재의 예에는, 다이아몬드, 강옥(corundum), 금강사(emery), 석류석 (오프-레드색(off-red color)), 규석, 처트(chert), 석영, 석류석, 금강사, 사암, 옥수(chalcedony), 수석(flint), 규암, 실리카, 장석, 천연 분쇄 산화알루미늄, 속돌 및 활석이 포함된다. 제조된 연마재의 예에는 탄화붕소, 입방정형 질화붕소, 융해 알루미나, 세라믹 산화알루미늄, 열처리 산화알루미늄 (갈색 및 진회색 둘 모두), 융해 알루미나 지르코니아, 유리, 유리 세라믹, 탄화규소 (바람직하게는 녹색이지만, 소량의 흑색은 용인될 수 있음), 산화철, 탄화탄탈룸, 크로미아, 산화세륨, 산화주석, 탄화티타늄, 이붕화티타늄, 합성 다이아몬드, 이산화망간, 산화지르코늄, 졸 젤 알루미나계 세라믹, 질화규소, 및 이들의 응집체가 포함된다. 졸 젤 연마 입자의 예는, 미국 특허 제4,314,827호 (레이테이서(Leitheiser) 등); 미국 특허 제4,623,364호 (코트링거(Cottringer) 등); 미국 특허 제4,744,802호 (슈바벨(Schwabel)); 미국 특허 제4,770,671호(먼로(Monroe) 등) 및 미국 특허 제4,881,951호 (우드(Wood) 등)에서 찾아볼 수 있다.

전형적으로, 연마 입자의 크기는 연마 입자의 가장 긴 치수로 특정된다. 대부분의 경우, 입자 크기 분포의 범위가 있을 것이다. 얻어지는 연마용품이, 연마되는 공작물의 표면 상에 일정한 표면 마무리를 제공하도록, 입자 크기 분포를 엄중히 조절할 수도 있지만, 광범위 및/또는 다중 모드(polymodal)의 입자 분포가 또한 사용될 수도 있다.

또한, 연마 입자는 그와 관련된 형상을 가질 수 있다. 그러한 형상의 예에는, 막대형, 삼각형, 피라미드형, 원뿔형, 솔리드 구형(solid sphere) 및 중공 구형 등이 포함된다. 대안적으로, 연마 입자는 랜덤 형상일 수도 있다.

연마 입자는 입자에 원하는 특성을 제공하는 물질로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 연마 입자의 표면에 도포되는 물질은 연마 입자와 중합체 사이의 점착을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 게다가, 연마 입자의 표면에 도포된 물질은 연화된 미립자형 경화성 결합제 물질에서의 연마 입자의 점착을 향상시킬 수 있다. 대안적으로, 표면 코팅은 얻어지는 연마 입자의 절삭 특징을 변경하고 향상시킬 수 있다. 그러한 표면 코팅은, 예를 들어 미국 특허 제5,011,508호 (왈드(Wald) 등); 미국 특허 제제3,041,156호 (라우스(Rowse) 등); 미국 특허 제5,009,675호(쿤즈(Kunz) 등); 미국 특허 제4,997,461호 (마코프-마테니(Markhoff-Matheny) 등); 미국 특허 제5,213,591호 (셀리카야(Celikkaya) 등); 미국 특허 제5,085,671호 (마틴(Martin) 등) 및 미국 특허 제5,042,991호 (쿤즈 등)에 기재되어 있다.

몇몇 실시 형태, 예를 들어 형상화된 연마 복합체를 포함하는 것들에서, 연마 입자의 입자 분포는, 0.1 마이크로미터 내지 1500 마이크로미터 범위, 보다 전형적으로는 0.1 마이크로미터 내지 1300 마이크로미터 범위를 갖는다. 몇몇 실시 형태에서, 연마 입자의 크기는 JIS 등급 800 (50％ 중심점에서 14 마이크로미터) 내지 JIS 등급 4000 (50％ 중심점에서 3 마이크로미터) 또는 심지어 JIS 등급 6000 (50％ 중심점에서 2 마이크로미터) 범위 이내이다.

전형적으로, 본 발명에서 사용되는 연마 입자는 적어도 8, 보다 전형적으로는 9 초과의 모스 경도(Mohs' hardness)를 갖지만, 8 미만의 모스 경도를 갖는 연마 입자가 사용될 수도 있다.

연마 부재가 선택적인 가요성 배킹을 가질 경우, 연마 부재는 예를 들어 핫멜트 접착제, 감압 접착제 (예를 들어, 라텍스 감압 접착제 또는 감압 접착제 전사 필름), 아교, 열적층, 또는 공압출을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 탄성 부재에 부착할 수도 있다.

부착 시스템

본 발명에 따른 정합성 연마용품은, 보통 백업(backup) 패드로 지칭되는 지지 구조체에 고정할 수도 있다. 정합성 연마용품은, 예를 들어 감압 접착제, 훅 앤드 루프(hook and loop) 부착, 또는 다른 몇몇 기계적 수단에 의해 고정될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 정합성 연마용품은 배킹의 제2 주 표면에 부착되는 부착 시스템을 추가로 포함할 수도 있다. 전형적으로, 부착 시스템은 정합성 연마용품을 예를 들어 회전 샌더(rotary sander)와 같은 도구 (선택적으로 백업 패드가 탑재됨)에 고정하도록 설계되어 있다.

일 실시 형태에서, 부착 시스템은 감압 접착제 층을 포함하며, 전형적으로 감압 접착제 층을 배킹의 제2 주 표면에 적용함으로써 만들어진다. 이 층에 유용한 감압 접착제는, 예를 들어 아크릴 중합체 및 공중합체로부터 유도된 것(예를 들어, 폴리부틸 아크릴레이트), 비닐 에테르로부터 유도된 것 (예를 들어, 폴리비닐 n-부틸 에테르); 비닐아세테이트 접착제; 알키드 접착제; 고무 접착제 (예를 들어, 천연 고무, 합성 고무, 염소화 고무); 및 그 혼합물을 포함한다. 하나의 바람직한 감압 접착제는 아이소옥틸아크릴레이트-아크릴산 공중합체이다. 상기 감압 접착제는 유기 용매, 물로부터 코팅되거나 또는 핫멜트 접착제로서 코팅될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 부착 시스템은 신속 연결형 기계적 체결구, 예를 들어 미국 특허 제3,562,968호 (존슨(Johnson) 등); 미국 특허 제3,667,170호 (맥케이, 주니어(Mackay, Jr.)); 미국 특허 제3,270,467호; 및 미국 특허 제3,562,968호 (블록(Block) 등)와, 2004년 4월 20일자로 출원된, 공히 양도된 미국 특허 출원 제10/828,119호 (프리츠(Fritz) 등)에 기재된 것들을 포함한다.

또 다른 실시 형태에서, 부착 시스템은 루프 기재를 포함한다. 루프 기재의 목적은 정합성 연마용품이 지지 패드로부터의 훅과 단단히 맞물리게 할 수 있는 수단을 제공하려는 것이다. 루프 기재는 코팅된 연마 배킹에 임의의 통상적인 수단에 의해 적층될 수도 있다. 루프 기재는 셔닐 스티치(chenille stitched) 루프, 스티치본딩(stitchbonded) 루프 기재 또는 보풀이 있는(brushed) 루프 기재 (예를 들어, 보풀이 있는 나일론)일 수 있다. 전형적인 루프 배킹의 예는, 미국 특허 제4,609,581호 및 미국 특허 제5,254,194호 (둘 모두 오트(Ott))에 또한 기재되어 있다. 또한, 루프 기재는 상기 루프 기재를 밀봉하기 위한 밀봉 코트(sealing coat)를 포함하여, 후속 코팅이 상기 루프 기재 내로 침투되는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 부착 시스템은 맞물림 부착 시스템(intermeshing attachment system)을 포함한다. 그러한 부착 시스템의 예는 미국 특허 공개 제2003/0143938호 (브라운슈베이크(Braunschweig) 등)에서 찾아볼 수 있다.

마찬가지로, 연마용품의 배면은 복수의 훅을 포함할 수도 있으며; 예를 들어, 미국 특허 제5,672,186호 (체슬리(Chesley) 등)에 기재된 바와 같이, 전형적으로 이들 훅은 복수의 훅이 돌출되어 있는 시트 유사 기재의 형태이다. 그 후, 이들 훅은 코팅된 연마용품과, 루프 직물을 포함하는 지지 패드의 사이에 맞물림을 제공할 것이다. 이 후크 기재는 코팅된 연마 배킹에 임의의 통상적인 수단에 의해 적층될 수도 있다.

제조 방법

일반적으로 본 발명에 따른 정합성 연마용품은, 제1 및 제2 대향 주 표면을 갖는 배킹을 제공하는 단계와; 변형성 재료가 배킹의 제1 주 표면의 중심 가까이에서 최대 두께를 갖도록 변형성 재료를 배킹의 제1 주 표면의 중심부와 접촉시키는 단계와; 탄성 부재와 배킹이 변형성 재료를 봉입하도록 탄성 부재를 배킹의 제1 주 표면에 부착시키는 단계와; 결합제 중 연마 입자를 포함하는 연마 부재를 탄성 부재에 부착하는 단계에 의해 제조할 수 있다. 탄성 부재의 표면은 상기에 논의된 바와 같이 점착을 향상시키기 위하여 표면 처리될 수도 있다.

다양한 구성 요소들의 부착은 임의의 적합한 수단, 예를 들어 접착제 (예를 들어, 핫멜트 또는 감압 접착제), 아교, 기계적 체결구, 공압출, 열 및/또는 가압 적층, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 달성될 수 있다.

유용한 접착제는, 예를 들어 아크릴 감압 접착제, 고무계 감압 접착제, 수성 라텍스, 용매계 접착제, 및 2부분(two-part) 수지(예를 들어, 에폭시, 폴리에스테르, 또는 폴리우레탄)를 포함한다. 적합한 감압 접착제의 예는, 아크릴레이트 중합체로부터 유도된 것 (예를 들어, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 에스테르), 아크릴레이트 공중합체로부터 유도된 것 (예를 들어, 아이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산), 비닐 에테르로부터 유도된 것 (예를 들어, 폴리비닐 n-부틸 에테르); 알키드 접착제; 고무 접착제 (예를 들어, 천연 고무, 합성 고무 및 염소화 고무); 및 그 혼합물을 포함한다. 감압 접착 코팅의 예는 미국 특허 제5,520,957호 (밴지(Bange) 등)에 기재되어 있다.

접착제는 예를 들어 롤 코팅, 브러싱, 압출, 스프레이, 바 코팅, 및 나이프 코팅을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 도포할 수 있다.

변형성 재료는 예를 들어 수동적 수단, 기계적 장치에 의한 것, 및/또는 압출에 의한 것을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 배킹에 적용할 수 있다.

변형성 재료를 탄성 부재, 또는 선택적인 엘라스토머 필름으로 봉입할 때, 전형적으로 상기 배킹과의 연속적인 밀봉을 확보하도록 주의해야 한다.

그 후, 연마 부재는, 본 명세서에서 상기에 설명한 바와 같이, 예를 들어 가요성 배킹을 탄성 부재에 부착하거나, 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리를 탄성 부재 상에 코팅하고, 적어도 부분적으로 결합제 전구체를 경화시킴으로써 탄성 부재에 부착시킨다.

연마용품

본 발명에 따른 정합성 연마용품은 임의의 형태를 갖도록 제조할 수 있다. 구체예에는 원형 연마 패드 (도 6에 600으로 도시됨), 직사각형 연마 패드 (도 7에 700으로 도시됨), 또는 연마 벨트 (도 8에 800으로 도시됨)가 포함된다.

정합성 연마용품은, 예를 들어 수동으로, 또는 예를 들어 회전 샌더 또는 벨트 샌더와 같은 전동 도구(power tool)와 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 정합성 연마용품은, 본 발명에 따른 정합성 연마용품을 제공하는 단계; 적어도 하나의 연마 입자를 공작물에 마찰 접촉시키는 단계; 및 연마 입자와 공작물 중 적어도 하나를 다른 하나에 대하여 이동시켜 공작물 표면의 적어도 일부를 연마하는 단계를 포함하는 방법에 의한 공작물의 연마 (마무리 포함)에 유용하다. 예를 들어, 연마용품은 사용 동안 연마 경계면에서 왕복할 수 있다.

공작물은 임의의 다양한 유형의 물질, 예를 들어 도색된 기재 (예를 들어, 투명코트, 베이스 (컬러) 코트, 프라이머 또는 e-프라이머를 가짐), 코팅된 기재 (예를 들어, 폴리우레탄, 래커 등으로 코팅), 플라스틱 (열가소성, 열경화성), 강화 플라스틱, 금속 (탄소강, 황동, 구리, 연강, 스테인리스강 및 주석 등), 금속 합금, 세라믹, 유리, 목재, 목재 유사 재료, 복합재, 석재 (원석 포함), 석재 유사 재료, 및 그 조합일 수 있다. 공작물은 평평할 수 있거나, 소정 형상 또는 그와 관련된 윤곽을 가질 수 있다. 본 발명의 연마용품에 의해 폴리싱될 수 있는 통상의 공작물의 예에는, 금속제 또는 목제 가구, 도색되거나 도색되지 않은 자동차류 표면 (차문, 보닛(hood), 트렁크 등), 플라스틱 자동차 부품 (전조등 커버, 미등 커버, 기타 램프 커버, 팔걸이, 계기판, 범퍼 등), 바닥재 (비닐, 석재, 목재 또는 목재 유사 재료), 카운터톱(counter top), 및 기타 플라스틱 부품이 포함된다.

연마 과정 동안, 연마액을 공작물 및/또는 연마제 층의 표면에 공급하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 연마액은 물 및/또는 유기 화합물, 및 첨가제, 예를 들어, 소포제(defoamer), 탈지제(degreaser), 연마액류, 비누 및 부식 억제제 등을 포함할 수도 있다.

이론에 구애되고자 함이 없이, 본 발명에 따른 연마용품은 연마하는 동안에 전형적으로 압축되어, 변형성 재료의 변형을 야기하고, 이어서 상기 연마용품의 주변으로 압축력을 재분포시켜, 상기 연마 크라운(crown)의 최중심 영역 상의 과도한 하향력을 최소화하고, 본 발명에서와 같이 변형성 재료의 완충재를 포함하지 않는 대응되는 종래의 연마용품을 사용하여 전형적으로 관찰되는 것보다 공작물의 연마된 표면이 외관상 더 매끄럽게 변화되게 하는 것으로 여겨진다.

본 발명의 목적 및 이점을 하기의 비제한적 실시예로 추가로 설명하지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양과, 기타 조건 및 상세한 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

[실시예]

달리 나타내지 않는 한, 실시예 및 나머지 명세서에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이며, 실시예에서 사용한 모든 시약은 일반적인 화학물질 공급자, 예를 들어 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Company, 미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 획득하였거나 그로부터 입수 가능하거나, 통상적인 방법으로 합성할 수도 있다.

하기 약어는 실시예 전반에 걸쳐 사용된다:

GC1: 시바 스페셜티 케미컬스 (Ciba Specialty Chemicals, 미국 뉴욕주 태리타운 소재)로부터 상품명 "이르가녹스(IRGANOX) 1010"으로 구매가능한 산화방지제.

GC2: 크라톤 폴리머즈 (미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 상품명 "크라톤 D1107"로 구매가능한 부타디엔-스티렌 블록 공중합체.

GC3: 백색 광유

PM1: 사토머 컴퍼니 (Sartomer Company, 미국 펜실배니아주 엑스톤 소재)로부터 상품명 "SR 339"로 입수가능한 2-페녹시에틸 아크릴레이트 단량체.

PM2: 사토머 컴퍼니로부터 상품명 "SR 351"로 입수가능한 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트.

PM3: 노베온, 인크.(Noveon, Inc., 미국 오하이오주 클레블랜드 소재)로부터 상품명 "솔플러스(SOLPLUS) D520"으로 입수가능한 중합체 분산제.

PM4: 위트코 코포레이션 (Witco Corporation, 미국 코네티컷주 그리니치 소재)으로부터 상품명 "실퀘스트(SILQUEST) A174"로 입수가능한 감마-메타크릴옥시프로필트라이메톡시 실란 수지 개질제.

PM5: 바스프 코포레이션 (BASF Corp., 미국 노스 캐롤라이나주 샬로테 소재)으로부터 상품명 "루시린(LUCIRIN) TPO-L"로 입수가능한 에틸 2,4,6-트라이메틸벤조일페닐포스피네이트 광개시제.

PM6: 데구사 코포레이션 (Degussa Corp., 독일 뒤셀도르프 소재)으로부터 상품명 "에어로실(AEROSIL) OX-50"으로 입수가능한 이산화규소.

MNI: 푸지미 코포레이션 (Fujimi Corp., 미국 일리노이즈주 엘름허스트 소재)으로부터 상품명 "GC1000"으로 시판되는, 등급 JIS 1000의 탄화규소 연마 광물.

MN2: 푸지미 코포레이션으로부터 상품명 "GC2000"으로 구매가능한 등급 JIS 2000의 탄화규소 연마 광물.

MN3: 푸지미 코포레이션으로부터 상품명 "GC3000"으로 구매가능한 등급 JIS 3000의 탄화규소 연마 광물.

MN4: 푸지미 코포레이션으로부터 상품명 "GC4000"으로 구매가능한 등급 JIS 4000의 탄화규소 연마 광물.

MN5: 푸지미 코포레이션으로부터 상품명 "GC1500"으로 구매가능한 등급 JIS 1500의 탄화규소 연마 광물.

연마 슬러리 AS1 - AS5 의 제조

63.12 g의 PM1, 63.12 g의 PM2, 18.04 g의 PM3, 13.53 g의 PM4 및 13.55 g의 PM5를 20℃에서 30분 동안 혼합하여 수지 프리믹스(pre-mix)를 제조하였다. 그 후, PM6(22.54g)을 첨가하고, 균질해질 때까지 혼합을 계속하였다.

257 g의 하기 광물을 193 g의 상기 수지 프리믹스에 조합한 후, 균질해질 때까지 고속의 전단 믹서에서 5분 동안 조합하여, 연마 슬러리 AS1-AS4 (하기 표 1에 보고됨)를 제조하였다.

고속의 혼합 단계 동안의 온도는 38℃(100℉) 미만으로 유지하였다. 미국 특허 제6,929,539호 (슈츠 등)에 개시된 바와 같이, 균일한 패턴을 갖는 폴리프로필렌제 생성 도구에, 나이프 코팅에 의해 AS1을 도포하였다. 상기 슬러리 코팅된 폴리프로필렌제 생성 도구를 3 밀의 에틸렌-아크릴산 프라이밍된 폴리에스테르 필름과 접촉시켜, 상기 슬러리가 상기 폴리에스테르 필름에 접촉되게 하였다. 그 후, 25.4 ㎝ (10 in) 폭의 웨브에 대해 9.14 m/분(30 ft/분)으로 그리고 620.5 ㎪ (90 psi)의 닙 압력으로 웨브를 이동시키면서, 생성 도구를 퓨전 시스템즈 인크.(Fusion Systems Inc.)(미국 매릴랜드주 게터스버그 소재)로부터의 자외선(UV) 램프, 타입 "D" 전구를 236 와트(Watt)/㎝ (600와트/in)로 조사하였다. 얻어진, 상기 필름 적층 배킹 상의 실질적으로 경화된 형상화된 연마 코팅으로부터 상기 생성 도구를 떼어내었다. 그 후, 얻어진 연마재로부터 직경 3.2㎝ (1.25 in)의 디스크를 다이 절단하여 AD1이라 하였다. 그 후, 이 과정을 반복하여, 각각 연마 슬러리 AS2, AS3, AS4 및 AS5로부터 연마 디스크 AD2, AD3, AD4 및 AD5를 제조하였다.

실시예 1

1.2 중량부의 GC1, 12.4 중량부의 GC2 및 86.4 중량부의 GC3을 균질해질 때까지, 유리병에서 20℃에서 혼합하여 젤 조성물을 제조하였다. 그 후, 이 혼합물을 열선총(heat gun)으로 가열하여, 상기 혼합물이 부어질 수 있게 하였다. 가열된 젤을 직경이 1.27 ㎝이고 중심 깊이가 1.2 ㎜인 돔 형상의 함몰부를 갖는 주형 내에 넣고, 10분 동안 냉각시켜 젤 물체(gel body)를 형성하였다. 그 후, 상기 젤 물체를, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "피네스-잇 롤록 샌딩 패드(FINESSE-IT ROLOC SANDING PAD), 부품 번호 02345"로 구매가능한 3.2 ㎝ (1.25 in)의 샌딩 패드의 중심에 놓았다. 젤 충전된 물체를, 5.1 ㎝ X 5.1 ㎝ (2 in X 2 in) 조각의 20.3 마이크로미터(㎛))(0.8 밀)의 접착제 코팅된 엘라스토머 폴리우레탄 전사 필름 - 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "테가덤"으로 구매가능함 - 을 이용하여 상기 샌딩 패드에 고정시키고, 그 여분의 필름은 샌딩 패드의 에지 위에 감쌌다. 직경 3.2㎝ (1.25 in) X 두께 793.8 ㎛(31.25 밀) 조각의 다른 엘라스토머 폴리우레탄 필름 - 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "범폰 프로텍티브 프로덕트 6200 시리즈 롤스톡(BUMPON PROTECTIVE PRODUCT) 6200 SERIES ROLLSTOCK)"으로 구매가능함 - 을 상기 테가덤 필름 위에 적용하였다. 그 후, 상기 테가덤 필름의 남아있는 노출된 접착제 주위를, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "비닐 테이프(VINYL TAPE), NO. 471"로 구매가능한 비닐 테이프의 스트립으로 덮었다. 그 후, 연마 디스크 AD1을 상기 "범폰" 필름의 표면에 고정시켰다.

실시예 2

연마 디스크 AD1을 연마 디스크 AD2로 대체한 것을 제외하고는, 상기에 설명한 과정을 반복하였다.

실시예 3

연마 디스크 AD1을 연마 디스크 AD3으로 대체한 것을 제외하고는, 상기에 설명한 과정을 반복하였다.

실시예 4

연마 디스크 AD1을 연마 디스크 AD4로 대체한 것을 제외하고는, 상기에 설명한 과정을 반복하였다.

실시예 5

쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "HS300LSE"로 구매가능한 전사 접착제 층을 상기 "테가덤" 전사 필름의 비점착성의 노출면에 적층하였다. 미국 특허 제6,929,539호에 개시된 바와 같이, 균일한 패턴을 갖는 폴리프로필렌제 생성 도구에, 나이프 코팅에 의해 AS5를 도포하였다. 슬러리 코팅된 폴리프로필렌제 생성 도구를 상기 엘라스토머 폴리우레탄 전사 필름과 접촉시켜, 상기 슬러리를 상기 "HS300LSE" 전사 접착제의 노출된 층에 접촉시켰다. 그 후, 25.4 ㎝ (10 in) 폭의 웨브에 대해 9.14 m/분(30 ft/분)으로 그리고 620.5 ㎪ (90 psi)의 닙 압력으로 웨브를 이동시키면서, 생성 도구를 퓨전 시스템즈 인크.(Fusion Systems Inc.)(미국 매릴랜드주 게터스버그 소재)로부터의 자외선(UV) 램프, 타입 "D" 전구를 236 와트(Watt)/㎝ (600와트/in)로 조사하였다. 얻어진, 상기 엘라스토머성 폴리우레탄 필름 상의 실질적으로 경화된 형상화된 연마 코팅으로부터 상기 생성 도구를 떼어내었다.

"471" 비닐 테이프의 5.1 ㎝ (2 in) 폭의 스트립을 샌딩 스펀지 - 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "스몰 에어리어 샌딩 스펀지, 타입 907NA(SMALL AREA SANDING SPONGE, TYPE 907NA)"로 구매가능함 - 의 양 말단과 양 길이에 적용하였다. 스펀지의 한 면 위로 테이프가 3.2 ㎜ (1/8 in) 노출되도록 상기 테이프를 샌딩 스펀지의 주위 둘레(perimeter)에 적용하고, 그럼으로써 주형을 형성하였다. 실시예 1에 설명한 젤 조성물을 제조하여 상기 주형 내에 붓고, 10분 동안 냉각시켰다.

상기 젤을 끌어내리고 10 ㎝ X 10 ㎝ (4 in X 4 in) 조각의 "테가덤" 전사 필름을 이용하여 상기 젤을 샌딩 스펀지 상에 고정시켰다. 상기 필름을 상기 샌딩 패드의 에지 위에 감쌌다. 이 층 위에, 1.27 ㎝ (0.5 in) 발포 테이프 - 상품명 "소프트 에지 폼 마스킹 테이프(SOFT EDGE FOAM MASKING TAPE), 부품 번호 06297"로 구매가능함 - 를 이용하여 6.4 ㎝ X 6.4 ㎝ (2.5 in X 2.5 in)로 측정되는 영역을 생성하였다. 이것에 의해 추가 젤을 위한 다른 공동이 생성되었다. 전술한 젤을 제조하여 주형 내에 붓고, 10분 동안 냉각시켜서 6.4 ㎝ X 6.4 ㎝ X 0.3 ㎝ 높이의 중앙 상승부를 생성하였다. 상기 젤을 끌어내리고 10.2 ㎝ X 10.2 ㎝ (4 in X 4 in) 조각의 "테가덤" 전사 필름을 이용하여 상기 젤을 샌딩 스펀지 상에 고정시켰다. 그 후, 상기 필름을 상기 샌딩 패드의 에지 위에 감쌌다. 상기에 설명한 연마제 코팅된 엘라스토머성 폴리우레탄 필름으로부터 이형 라이너를 떼어내고, 얻어진 연마제 코팅된 자유 필름을 끌어내려 핸드 패드에 고정시켜서, 상기 노출된 접착제가 상기 핸드 패드에 접촉되고 상기 연마 코팅이 얻어진 연마 핸드 패드 상의 노출된 층이 되도록 하였다.

실시예 6

"471" 비닐 테이프의 5.1 ㎝ (2 in) 폭의 스트립을 직경 15.2 ㎝ (6 in)의 핸드 패드 - 상품명 "쓰리엠 훅잇 II 소프트 핸드 패드(3M HOOKIT II SOFT HAND PAD), 부품 번호 05291"로 구매가능함 - 의 원주 둘레에 적용하였다. 3.2 ㎜ (1/8 in)의 테이프가 상기 원주 둘레에 노출되도록 테이프를 적용하고, 그럼으로써 댐을 형성하여 젤이 부어질 수 있는 부피를 생성하였다. 실시예 1에 설명한 젤 조성물을 제조하여 얻어진 주형 내에 붓고, 10분 동안 냉각시켰다. 실시예 5의 연마제 코팅된 엘라스토머성 폴리우레탄 필름을 상기 핸드 패드의 젤 면에 유사하게 적용하였다.

실시예 7

마스킹 발포 테이프 (폭 1.27㎝, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "소프트 에지 폼 마스킹 테이프(SOFT EDGE FOAM MASKING TAPE)"로 구매가능함)를 사용하여, 1.27 ㎝ 폭 X 45.7 ㎝ 길이의 연마 벨트 - 쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "237AA"로 구매가능함 - 상에 채널을 형성하였다. 벨트를 반으로 접고, 상기 마스킹 발포 테이프를 이용하여 실리콘 라이너 상에서 수평으로 유지하였다. 실시예 1에 설명한 젤 조성물을 제조하여 얻어진 주형 내에 붓고, 10분 동안 냉각시켰다. 이 절차를 상기 벨트의 전체 외측면이 대략 3 ㎜ 두께의 젤 층을 포함할 때까지 반복하였다. 실시예 5의 연마제 코팅된 엘라스토머성 폴리우레탄 필름을 벨트의 젤 면에 유사하게 적용하였다.

시험

주위의 오렌지 껍질과 같은 것의 평탄화를 수반함이 없이 자동차 투명코트에서 더트 닙(dirt nib)을 제거하는 능력에 대하여 연마용품을 시험하였다. 상기 샌딩 기재는, 샌딩 기재로서 에이씨티 래버러토리즈, 인크.(ACT Laboratories, Inc., 미국 미시건주 힐스데일 소재)로부터 획득된 45.7 ㎝ X 61 ㎝ (18 in X 24 in)의 투명 코팅되고 흑색 도색된 냉간 롤 강 시험 패널이었다. 그 후, 쓰리엠 컴퍼니로부터 구매가능한 "트리작트 훅잇 II 블렌딩 디스크(TRIZACT HOOKIT II BLENDING DISC), 443SA, 등급 P1000"을 사용하여 기계적 도막 점착성(mechanical paint adhesion)을 확보하기 위하여 상기 패널을 문지르고, 258 ㎪ (40 psi)의 라인 압력으로 작동하는 랜덤 궤도(orbit) 샌더 - 다인어브레이드, 인크.(Dynabrade, Inc., 미국 뉴욕주 클라렌스 소재)로부터 획득한 모델 번호 "59025" - 에 부착하였다. 먼저 패널의 에지 둘레를 샌딩하고, 그 후 상하 작동으로 이어서 좌우 작동으로 전체 패널을 샌딩함으로써 상기 패널을 문질렀다. 상기 패널은 이 단계가 완료되었을 때, 무광택 마무리(matte finish)가 되게 되었다. 상기 패널을 마른 종이 타월로 깨끗이 닦아 대부분의 젖은 부스러기(swarf)를 제거하였다. 그 후, 상기 패널을 범용의 접착제 클리너(쓰리엠 컴퍼니로부터 상품명 "쓰리엠 제너럴 퍼포스 어드히시브 클리너(3M General Purpose Adhesive Cleaner)"로 구매가능함), 부품 번호 051135-08984로 세척하였다.

모두 이.아이. 듀퐁 드 네므와 앤드 컴퍼니 (미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터 구매가능한, 3부의 수지(상품명 "크로마 클리어(CHROMA CLEAR) G2 4500S"로 입수가능), 1부의 활성제 (상품명 "62-4508S"로 입수가능) 및 1부의 희석액 (상품명 "12375S"로 입수가능)을 함께 혼합하여 투명코트액을 제조하였다. 258 ㎪ (40 psi)의 라인 압력으로 작동하는 1.3 ㎜의 스프레이 노즐을 갖는 스프레이 건, 모델 NR 95 - 독일 코른베스트하임 소재의 자타 파르프슈프리쯔테크니크 게엠베하(SATA Farbspritztechnik GmbH) - 를 사용하여 투명코트를 패널에 도포하였다. 투명코트액을 각각의 패널 상에 50 마이크로미터 (2 밀)의 공칭 두께로 스프레이하였다. 패널들을 사용하기 전에 공기 중에서 실온에서 적어도 24시간, 5일 동안 건조시켰다.

258 ㎪ (40 psi)의 라인 압력으로 작동하는 3.2 ㎝의 랜덤 궤도 샌더, 모델 번호 "57502" - 미국 뉴욕주 클라렌스 소재의 다인어브레이드, 인크.로부터 획득 - 를 사용하여 연마 시험을 행하였다. 경화된 투명코트 내의 더트 닙이 시각적으로 식별되었다. 연마용품을 샌더에 부착하고, 연마제 등급에 따라 한번에 2 내지 6초 동안 주어진 닙을 습식 샌딩(damp-sanding)함으로써 시험하였다. 하향력을 생성하기 위하여 도구의 중량을 사용하여 연마용품의 중심으로 닙을 샌딩하였다. 샌딩된 영역을 146.6 rad/s (1400 rpm)로 작동하는 디월트 버퍼(Dewalt Buffer) 모델 번호 849 - 디월트 인더스트리얼 툴(Dewalt Industrial Tool, 미국 매릴랜드주 햄프스테드 소재)로부터 구매가능함 - 을 사용하여 폴리싱하였다. 버핑(buffing)에서는 머신 글레이즈(machine glaze)(상품명 "퍼펙트-잇 III 트리작트 머신 글레이즈(PERFECT-IT III TRIZACT MACHINE GLAZE)", 부품 번호 05718로 입수가능), 백업 패드 (상품명 "퍼펙트-잇 백 업 패드(PERFECT-IT BACK UP PAD)", 부품 번호 05725로 입수가능) 및 폴리싱 패드 (상품명 "퍼펙트-잇 폼 폴리싱 패드(PERFECT-IT FOAM POLISHING PAD)", 부품 번호 05930으로 입수가능)를 사용하였으며, 이들은 모두 쓰리엠 컴퍼니로부터 구매가능하다. 테일러 홉슨, 인크.(Taylor Hobson, Inc., 영국 레스터 소재)로부터 상품명 "서트로닉 3+ 프로파일로미터"(SURTRONIC 3+ PROFILOMETER)로 입수가능한 프로파일로미터를 사용하여 각각의 샌딩된 지점(spot)의 평균 표면 마무리(R_z) - 마이크로미터(㎛) 단위 - 를 측정하였다. R_z는 개개의 프로파일로미터 측정의 샘플 길이에 대한 최고점과 최저점 사이의 수직 거리의 5개의 개별 측정치의 평균이다. 샌딩된 지점당 2회의 마무리 측정을 행하였다.

실시예 1 내지 4의 연마용품을 상기에 약술한 절차로 시험하고, 그 결과를 (하기) 표 2에 기록하였다.

본 발명의 다양한 변형 및 변경은 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있으며, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 예시적인 실시 형태들로 부당하게 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims

제1 주 표면 및 제1 주 표면과 대향하는 제2 주 표면을 갖는 배킹(backing);
배킹의 제2 주 표면에 부착되는 부착 시스템;
제1 주 표면의 중심부와 접촉하며, 제1 주 표면의 중심에서 최대 두께를 갖는 변형성 재료;
배킹의 제1 주 표면에 부착되며, 배킹과 함께 변형성 재료를 봉입하는 탄성 부재; 및
탄성 부재에 부착되며, 연마 입자 및 결합제를 포함하는 연마 부재를 포함하고,
연마 부재는 연마제 층이 부착된 가요성 배킹 부재를 포함하며, 연마제 층은 연마 복합체를 포함하고, 연마 복합체는 결합제에 분산된 연마 입자를 포함하며, 배킹 부재는 탄성 부재에 부착되고, 연마 복합체는 정밀하게 형상화되는, 정합성 연마용품.
제1 주 표면을 갖는 압축성 배킹을 제공하는 단계;
제1 주 표면의 중심에서 최대 두께를 갖는 변형성 재료를 배킹의 제1 주 표면의 중심부와 접촉시키는 단계;
탄성 부재를 배킹의 제1 주 표면에 부착시키는 단계 - 여기서, 탄성 부재 및 압축성 배킹은 변형성 재료를 봉입함 - ; 및
연마 입자 및 결합제를 포함하는 연마 부재를 탄성 부재에 부착하는 단계
를 포함하고,
연마 부재는 연마제 층이 부착된 가요성 배킹 부재를 포함하며, 연마제 층은 연마 복합체를 포함하고, 연마 복합체는 결합제에 분산된 연마 입자를 포함하며, 배킹 부재는 탄성 부재에 부착되고, 연마 복합체는 정밀하게 형성화되는, 정합성 연마용품의 제조 방법.