KR101640616B1 - 미끄럼 방지 코팅층을 갖는 사포 - Google Patents

미끄럼 방지 코팅층을 갖는 사포 Download PDF

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Abstract

사포 시트는 양쪽의 제 1 및 제 2 주요 표면을 갖는 배킹층, 제 1 주요 표면 상의 접착제 메이크 코트, 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자, 및 제 2 주요 표면 상의 미끄럼 방지 코팅층을 포함한다. 이러한 사포의 제조방법 및 사용방법도 제공된다.

Description

미끄럼 방지 코팅층을 갖는 사포{SANDPAPER WITH NON-SLIP COATING LAYER}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2008년 6월 30일 출원된 미국 가출원 제61/076821호 및 2009년 6월 15일 출원된 미국 가출원 제12/484605호의 이점을 주장하며 그 개시는 전체로서 본문에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 작업 표면을 연마하는 연마 용품, 예를 들면 가요성 시트와 같은 연마 용품에 관한 것이다.
시트와 같은 연마 용품은, 예를 들면 나무 표면의 수동 사포 작업을 포함하는 다양한 사포 작업에 통상 사용된다. 수동 사포 작업에 있어서, 사용자가 그 또는 그녀의 손에 직접 연마 용품을 잡고 연마 용품을 작업 표면의 한 쪽에서 반대쪽으로 이동시킨다. 수동 사포 작업은 물론 몹시 힘든 일일 수 있다.
시트와 같은 연마 용품 예로는 종래 사포를 포함한다. 종래 사포는 통상 연마 재료를 비교적 얇고, 일반적으로 비신장성, 비탄성, 비다공성 배킹(예, 페이퍼)에 부착시켜 제조된다. 종래 사포 배킹 재료의 얇고, 편평하고 미끄러운 특성은 종래 사포를 쥐고, 붙잡고, 이동시키는 것을 어렵게 한다. 종래 사포의 미끄러운 특성 때문에, 사포 시트를 단단히 붙잡기 위해, 사용자는 그 또는 그녀의 엄지 손가락과 그 또는 그녀의 하나 이상의 남은 손가락 사이에 사포 시트를 잡게 될 것이다. 사포를 이런 식으로 잡는 것은 불편하고, 근육 경련 및 피로를 초래할 수 있고, 장시간 동안 유지되기가 어렵다. 또한 엄지 손가락은 통상 사포의 연마 표면에 접촉해 있어 피부를 자극하거나 손상시킬 수 있다. 또한 엄지 손가락이 사포와 작업 표면 사이에 위치되기 때문에, 사포를 이런 식으로 잡는 것도 사포 작업을 방해한다. 즉, 엄지 손가락의 위치 때문에, 사포 연마 표면의 일부가 사포 작업 동안 작업 표면으로부터 들려지게 된다. 들려진 부분은 작업 표면에 접촉되지 않기 때문에, 사포의 전체 표면이 사포 작업에 이용되지 않고 따라서 사포 효과가 감소된다.
수동 사포 작업 동안, 사용자는 종종 그 또는 그녀의 손가락 끝을 이용하여 사포에 압력을 가한다. 종래 사포에 사용된 배킹 재료의 얇은 특성 때문에, 손가락 압력은 손가락 압력이 가해지는 영역에 집중된다. 이번에는 이것이 사포가 불균일하게 마모되고/마모되거나 하중을 받게 되어 작업 표면 상에서 고르지 않은 사포 작업 패턴을 만든다.
종래 사포는 표준 크기의 시트, 예컨대 22.9 × 27.9 ㎝ (9 × 11 인치) 시트로 통상 판매된다. 사포를 사용하기가 더 용이하게 제조하려면 사용자는 종종 사포를 접어서 취급하기가 더 용이한 보다 작은 시트를 만든다. 그러나 사포를 접으면 들쭉날쭉한 가장자리가 생기며 또한 접은 선을 따라 사포가 약해진다. 힘든 사포 작업 동안, 약해진 접은 선은 인열될 수 있어, 사포의 조기 파괴를 초래한다.
수동 사포 작업을 보다 용이하고/용이하거나 보다 편리하게 하는 연마 용품을 제공하려는 다양한 시도가 있었다. 예를 들면, 미국 의장 특허 제372,111호 (자이글러(Zeigler))는 글러브와 사포 조합을 개시한다. 미국 의장 특허 제526,180호 (홀든(Holden))는 사포 글러브를 개시한다. 보다 편리한 연마 용품을 제조하려는 다른 시도가 미국 특허 제6,613,113호 (미닉(Minick) 등), 제7,285,146호 (피터슨(Petersen)), 제7,235,114호 (미닉 등), 및 미국 특허 공개 제2007/0243802호 (피터슨 등)에 개시되어 있으며, 이들 각각은 본 발명과 동일한 양수인에게 양도되어 있다.
미국 특허 제3,813,231호 (길버트(Gilbert) 등) 는, 공중합체 중량 대비 약 15 내지 최대 약 20% 중합된 아크릴산을 함유하는, ASTM 시험 번호 D1238-57T에 의해 측정된 바와 같이 용융 지수가 약 10 내지 최대 약 50인 에틸렌 및 아크릴산 공중합체 배킹 및 에틸렌-아크릴산 공중합체 배킹에 부분적으로 내포된 연마 그릿을 포함하는 가요성 연마 시트를 개시한다.
미국 특허 제4,240,807호 (크론체(Kronzer))는 가요성 연마 시트를 제조하는데 사용되는 배킹 재료를 개시한다. 배킹 재료는, 주위 온도에서는 비점착성 고체이고 기판을 열 저하시키는데 불충분한 온도로 가열되면 코팅이 연화되어 점성의 유체 상태로 전환되어 연마 그릿이 연화된 코팅 상에 침착되고 정전기적으로 배열되는 열-활성화 가능한 바인더 코팅을 일 표면에 갖는 단단히 함침된 페이퍼의 가요성 웨브 기판을 바람직하게 포함하고, 그릿은 단지 그 중량, 즉 중력에 의해 열이 제거된 후 코팅에 단단히 결합되는 깊이로 코팅에 침하될 것이고 코팅은 그 고체 비점착성 상태로 재설정된다.
산업은 사용하기가 보다 용이하고 보다 편리하며, 보다 내구성이 있으며, 제조하기가 보다 용이하고 보다 저렴하고, 연마 용품으로서 원하는 성능 특성을 갖는, 사포와 같은 개선된 연마 용품을 항상 추구하고 있다. 취급성이 개선되어 사용하기가 용이하고 편리하며, 제조하기가 용이하고 저렴하고, 절단성이 개선되고, 내구성이 개선되고, 종래 사포 시트 보다 더 미세한 스크래치를 만드는, 미끄럼 방지 표면을 갖는 사포를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 양쪽의 제 1 및 제 2 주요 표면을 갖는 배킹층, 제 1 주요 표면 상의 접착제 메이크 코트, 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자, 및 제 2 주요 표면 상의 미끄럼 방지 코팅층을 포함하는 사포 시트를 제공한다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층은 엘라스토머일 수 있다. 다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은 점착성이거나 비점착성일 수 있다. 또 다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은 연속적이거나 불연속적일 수 있고, 투명할 수 있으며, 통상 평탄한 (즉 매끄러운) 외측 표면을 한정할 수 있거나, 미끄럼 방지 코팅층은 결이 있거나 패턴화된 외측 표면을 포함할 수 있어 균일하게 결이 있거나 다양한 표면 결을 가질 수 있다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층은 천연 고무, 합성 고무, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 가황물, 우레탄, 아크릴, 열가소성 올레핀, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료일 수 있다. 보다 구체적인 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층은 고무 및 점착제를 포함할 수 있다. 보다 더욱 구체적인 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층은 적어도 약 70%의 고무 및 약 30% 이하의 점착제를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 고무는 스티렌-아이소프렌-스티렌 (SIS) 블록 공중합체를 포함할 수 있다.
다른 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층은 아크릴 중합체 코팅, 또는 위치 변경 가능한 감압 접착제를 포함할 수 있다. 보다 구체적인 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은, 십 (10) 초 유지시간과 일 (1) 센티미터/초(㎝/s)의 프로브 제거 속도를 이용하여 ASTM D2979-88 (역위 프로브 장치를 사용하는 감압 접착제의 점착성 표준 시험 방법)에 의해 측정된 약 200 그램 이하, 약 250 그램 이하, 약 300 그램 이하, 및 약 350 그램 이하의 평균 점착성 수준을 가질 수 있다.
다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층이 그 자신에 결합시 이결합 (two-bond) 접착 강도 (즉, 미끄럼 방지 코팅층의 배킹층에 대한 접착 강도) 미만인 접착 강도를 가질 수 있어, 미끄럼 방지 코팅층이 그 자신으로부터 분리시 미끄럼 방지 코팅층은 배킹층으로부터 분리되지 않는다. 다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층이 그 자신에 결합시 미끄럼 방지 코팅층의 응집 강도 미만인 접착성 수준을 가질 수 있어, 미끄럼 방지 코팅층이 그 자신으로부터 분리시 미끄럼 방지 코팅층은 손상되지 않는다.
보다 구체적인 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은 두께가 약 254 내지 762 마이크로미터 (10 mil 내지 약 30 mil)인 고무를 포함할 수 있거나, 미끄럼 방지 코팅층은 두께가 약 1.3 내지 76 마이크로미터 (0.05 mil 내지 약 3 mil)인 저 점착성 아크릴 중합체 코팅 또는 위치 변경 가능한 감압 접착제를 포함할 수 있다.
다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은, IMASS 미끄럼/박리 테스터 (SP2000, 미국 오하이오주 스트롱스빌 소재 인스트루멘터즈 인코퍼레이티드(Instrumentors Inc.)로부터 시중 입수 가능)를 사용하여 23℃에서 ASTM D 1894-08 (플라스틱 필름 및 시트의 정지 및 운동 마찰 계수의 표준 시험 방법)에 따라 측정시, 적어도 약 1 그램, 적어도 약 1.25 그램, 또는 적어도 약 1.5 그램의 평균 최대 정지 마찰 계수, 및/또는 적어도 약 0.75 그램, 적어도 약 1 그램, 및 적어도 약 1.25 그램의 평균 운동 마찰 계수를 가질 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 배킹층은 A 중량 내지 C 중량 범위의 중량을 갖는 페이퍼, 직물 재료, 또는 중합체 필름과 같은 필름으로 형성될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 메이크 코트는 페놀 수지, 펜던트α,β-불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌성 불포화 수지, 아크릴레이트화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴레이트화 우레탄 수지, 아크릴레이트화 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지, 플루오렌-변형된 에폭시 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 사포는 양쪽의 상부 및 하부 가장자리 및 좌측 및 우측 가장자리를 가지며 상부 가장자리에서 하부 가장자리까지의 거리는 약 25.4 ㎝ (10 인치) 내지 약 30.5 ㎝ (12 인치) 범위일 수 있으며 좌측 가장자리에서 우측 가장자리까지의 거리는 약 20.3 ㎝ (8 인치) 내지 약 25.4 ㎝ (10 인치) 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 상부 가장자리에서 하부 가장자리까지의 거리는 약 20.3 ㎝ 내지 약 25.4 ㎝ (약 8 내지 약 10 인치) 범위일 수 있고, 좌측 가장자리에서 우측 가장자리까지의 거리는 약 7.6 내지 10.2 ㎝ (약 3 내지 약 4 인치), 또는 약 12.7 내지 약 15.2 ㎝ (약 5 내지 약 6 인치) 범위일 수 있다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 핫 멜트 코팅에 의해 미끄럼 방지 코팅층을 갖는 사포 시트를 제조하는 방법을 제공하고, 양쪽의 제 1 및 제 2 주요 표면을 갖는 페이퍼 배킹층을 제공하는 단계, 제 1 주요 표면 상에 접착제 메이크 코트를 코팅하는 단계, 연마 입자를 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포시켜 연마 표면을 형성하는 단계, 액체 핫 멜트 감압 접착제를 제공하는 단계, 핫 멜트 감압 접착제를 제 2 주요 표면 상에 코팅하는 단계, 및 핫 멜트 감압 접착제를 경화하여 (예, 자외선 사용) 핫 멜트 감압 접착제의 점착성 수준을 원하는 수준으로 감소시켜 미끄럼 방지 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적인 실시 형태에서, 본 발명은 작업 표면의 수동 사포 작업용 사포 시트를 제공하고, 양쪽의 제 1 및 제 2 주요 표면을 갖는 페이퍼 배킹층, 배킹층의 제 1 주요 표면 상의 접착제 메이크 코트, 접착제 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자, 및 낮은 수준의 점착을 갖는 아크릴 중합체 코팅을 필수적으로 포함하는, 배킹층의 제 2 주요 표면 상의 미끄럼 방지 코팅층을 포함하고, 미끄럼 방지 코팅층은 두께가 약 50.8 미크론 (2 mil) 이하이다.
또한 본 발명은 작업 표면의 수동 사포 작업 방법을 제공하고, 상기한 바와 같은 미끄럼 방지 코팅층을 포함하는 사포 시트를 제공하는 단계, 미끄럼 방지 코팅층과 손 및 수동으로 작동되는 도구 중 적어도 하나를 수동으로 연관시키는 단계, 및 작업 표면 상에서 사포를 복수의 방향으로 수동으로 이동시키는 단계를 포함한다.
다른 구체적인 실시 형태에서, 본 발명은 양쪽의 제 1 및 제 2 주요 표면을 갖는 페이퍼 배킹층, 제 1 및 제 2 주요 표면 중 적어도 하나 상의 접착제 메이크 코트, 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자, 및 메이크 코트 반대편의 주요 표면 상의 미끄럼 방지 코팅층을 포함하는 사포 시트를 제공한다. 미끄럼 방지 코팅층은 예를 들면 엘라스토머, 아크릴 중합체, 또는 위치 변경 가능한 접착제일 수 있다.
본 발명의 소정 실시 형태들의 이점으로는 종래 사포 보다 사포를 사용하기가 보다 용이하고 보다 편리한 미끄럼 방지 코팅층을 갖는 사포를 제공한다는 것이다. 또한, 미끄럼 방지 코팅층을 제조하는 것은 비교적 간단하고 저렴하며, 연마 용품의 원하는 성능 특성에 달리 영향을 끼치지 않는다. 추가 이점으로는 사용 동안 개선된 내구성, 개선된 가요성, 개선된 내습성, 및 개선된 잡기 및 수동 취급성이 포함될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사포 시트의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태의 사시도.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 시트와 같은 연마 용품(10), 예를 들면 사포 시트의 단면을 도시하고, 양쪽의 제 1 주요 표면(12a) 및 제 2 주요 표면(12b)을 갖는 가요성 배킹층(12), 배킹층의 제 1 주요 표면(12a) 상의 가요성 미끄럼 방지 코팅층(14), 배킹층의 제 2 주요 표면(12b) 상의 접착제 메이크 코트층(16), 및 메이크 코트층(16)에 적어도 부분적으로 내포된 복수의 연마 입자(18)를 포함한다. 연마 용품(10)은 예를 들면 개개의 시트 스택, 또는 롤 형태로 제공될 수 있으며, 연마 용품(10) 길이는 정해지지 않을 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 표현 "시트와 같은"은 통상 연마 용품(10)의 넓고, 얇으며, 가요성인 특성을 말한다. 본원에 사용된 바와 같이, 표현 "코팅"은 통상 표면에 직접 도포되는 액체 또는 고체 분말과 같은 흐름성 물질의 적어도 단일층을 말한다. 따라서 코팅은 표면에 적층된 별도의 재료 시트를 포함하지 않는다. 본원에 사용된 바와 같이, 표현 "층"은 통상 배킹층(12)의 상부 위에 별개의 층을 형성하는 미끄럼 방지 재료를 말한다 (즉 미끄럼 방지 재료는 배킹층(12)의 전체 두께에 스며들지 않는다).
본 발명의 일 용도 응용에서, 시트와 같은 연마 용품(10)은 나무 표면 또는 가공물과 같은 작업 표면을 수동 사포 작업하는데 사용될 수 있다. 즉, 연마 용품(10)은, 미끄럼 방지 코팅층(14)을 통해 사용자의 손에 직접 (즉 사포 작업 블록과 같은 도구를 사용하지 않음) 연마 용품(10)을 접촉시킨 다음에 연마 용품(10)을 작업 표면에 대해 이동시킴으로써 표면으로부터 물질을 제거하는데 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 수동으로 작동되는 사포 작업 도구 및 사포 작업 블록 또는 파워 도구와 함께 사용될 수 있다는 것도 알 것이다.
배킹층(12), 미끄럼 방지 코팅층(14), 접착제 메이크 코트층(16), 및 연마 입자(18)를 각각 상세하게 후술한다.
배킹(12)
배킹층(12)에 적합한 재료로는 사포 제조에 통상 사용되는 재료, 예를 들면, 페이퍼, 직물 (면, 폴리에스테르, 레이온), 열가소성 필름과 같은 중합체 필름, 폼, 및 이들의 적층물 중 임의의 것을 포함한다. 배킹층(12)은 가공 동안 취급에 충분한 강도, 의도한 용도 응용에 사용되는데 충분한 강도, 및 그 주요 표면 중 적어도 하나에 적용되는 미끄럼 방지 코팅(14) 및 메이크 코트(16)를 구비하는 능력을 가질 것이다.
예시된 실시 형태에서, 배킹층(12)은 페이퍼로 형성된다. 페이퍼는 쉽게 입수 가능하고 통상 비용이 저렴하기 때문에 배킹층(12)에 바람직한 재료이다. 그러나, 페이퍼 배킹층을 갖는 종래 사포는 제한된 내구성을 갖고, 종래 사포가 작업 표면 상에서 이동되기 어렵게 하는 매끄럽고 미끄러운 표면을 가져서, 사포 작업이 어려워진다.
페이퍼 배킹은 다양한 중량으로 이용 가능하고, 통상 "A" 내지 "F" 범위의 문자를 사용하여 표시된다. 문자 "A"는 가장 가벼운 중량 페이퍼를 표시하는데 사용되고, 문자 "F"는 가장 무거운 중량 페이퍼를 표시하는데 사용된다. 보다 완전하게 후술하는 바와 같이, 본 발명은 임의의 중량 페이퍼가 상기한 종래 사포 배킹과 관련된 단점이 없으면서 사용되게 한다.
예시된 실시 형태에서, 배킹층(12)은 연속적이다. 즉, 배킹층(12)은, 제조시 재료 자체내에 임의로 형성된 공간 보다 큰 홀, 개구, 슬릿, 보이드 또는 Z-방향 (즉 두께 또는 높이 치수)으로 연장해 있는 채널을 포함하지 않는다. 또한 배킹은 개구 (즉 천공)를 포함할 수 있거나, 슬릿을 포함할 수 있다. 또한 배킹층(12)은 일반적으로 비신장성이다. 비신장성이란 통상 약 25% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 파괴 신장율을 갖는 재료를 말한다.
소정 실시 형태에서, 배킹층(12)이 페이퍼로 형성된 경우, 배킹층(12)은 상대적으로 얇을 수 있고, 통상 두께가 약 1.5 ㎜ 이하, 약 1 ㎜ 이하, 또는 약 0.75 ㎜ 이하이다. 이러한 실시 형태에서, 배킹층(12)은 일반적으로 비탄성이다. 또한 배킹층(12)은 다공성 또는 비다공성일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 배킹이 폼 재료인 경우, 배킹층은 다소 두꺼울 수 있다. 예를 들면, 폼 배킹층을 갖는 실시 형태에서, 배킹층은 두께가 적어도 약 2 ㎜, 적어도 약 5 ㎜, 또는 적어도 약 10 ㎜일 수 있다.
또한 배킹층(12)은 직물 재료 또는 중합체 필름과 같은 필름으로 형성될 수 있다. 직물 재료는 일반적으로 내인열성이고 일반적으로 페이퍼 및 필름 재료 보다 더 내구성이 있기 때문에 바람직하다. 또한, 직물 배킹은 사용 동안 반복되는 굽힘과 유연성을 견딘다. 직물 배킹은 이들이 코팅된 연마 배킹으로서 사용되기 적합하게 처리된 직물 면 또는 합성사로 통상 형성된다. 페이퍼 배킹의 경우에 비해, 직물 배킹은 다양한 중량으로 이용 가능하며, 통상 "J" 내지 "M" 범위의 문자를 사용하여 표시되며, 문자 "J"는 가장 가벼운 직물을 나타내고, 문자 "M"은 가장 무거운 직물을 나타낸다.
배킹층(12)에 적합한 필름 재료는 폴리올레핀 필름 (예, 이축 배향된 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 셀룰로스 에스테르 필름)과 같은 프라임 처리된 필름을 포함하는 중합체 필름을 포함한다.
미끄럼 방지 코팅층(14)
본 발명의 일 태양에 따라, 사포(10)는 사포(10)의 미끄럼 방지 또는 내미끄럼성 외측 표면(14a)을 한정하는 미끄럼 방지 코팅층(14)을 포함한다. "미끄럼 방지" 또는 "내미끄럼성" 코팅, 층, 또는 재료는 미끄럼 방지 재료가 적용되는 배킹층 표면의 마찰 계수를 증가시키는 경향이 있는 코팅, 층 또는 재료를 말한다. 즉, 미끄럼 방지 코팅층이 적용된 배킹층의 표면(12a)이 코팅이 적용되기 전에 "x"의 마찰 계수를 갖는다면, 배킹의 표면에 적용되는 바와 같은 코팅은 "x"보다 큰 마찰 계수를 갖는 표면을 제공하고 이 때 코팅이 "미끄럼 방지" 코팅이다. 또는 다른 식으로 언급된다면, 코팅이 이것이 적용되는 배킹 표면의 마찰 계수를 증가시키는 경향이 있다면, 이 때 코팅은 "미끄럼 방지" 코팅으로서 인정될 것이다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층(14)은, IMASS 미끄럼/박리 테스터 (SP2000, 미국 오하이오주 스트롱스빌 소재 인스트루멘터즈 인코퍼레이티드로부터 시중 입수 가능)를 사용하여 23℃에서 ASTM D 1894-08 (플라스틱 필름 및 시트의 정지 및 운동 마찰 계수의 표준 시험 방법)에 따라 측정시, 약 1 그램, 적어도 약 1.25 그램, 또는 적어도 약 1.5 그램의 평균 최대 정지 마찰 계수, 및/또는 적어도 약 0.75 그램, 적어도 약 1 그램, 및 적어도 약 1.25 그램의 평균 운동 마찰 계수를 갖는다.
미끄럼 방지 코팅층(14)은 메이크 코트(16) 및 연마 입자(18)의 반대편의 배킹층(12)의 제 1 주요 표면(12a) 상에 제공된다. 미끄럼 방지 코팅층(14)의 외측 표면(14a)은 점착성이 없거나 낮은 수준의 점착을 가질 수 있다. 본원에 사용된 점착성 또는 점착은 재료의 밀착 또는 접착 특성을 말한다. 비점착성이란 어떤 밀착 또는 접착 특성 수준도 갖지 않는 재료를 말하고, 반면에 점착성 재료는 일정 수준의 밀착 또는 접착 특성을 갖는다. 비점착성 재료는 높은 마찰 계수를 가질 수 있어서, 미끄럼 방지 코팅으로서 유용한 비점착성 재료도 된다.
미끄럼 방지 코팅이 점착성이라면, 낮은 수준의 점착을 갖는 것이 바람직하다. 낮은 수준의 점착이란, 미끄럼 방지 코팅이 십 (10) 초 유지시간과 일 (1) ㎝/s의 프로브 제거 속도를 이용하여 ASTM D2979-88 (역위 프로브 장치를 사용하는 감압 접착제의 점착성 표준 시험 방법)에 의해 측정된 약 200 그램 이하, 약 250 그램 이하, 약 300 그램 이하, 및 약 350 그램 이하의 평균 점착성 수준을 갖는다는 것을 의미한다. 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성하는데 사용된 재료를 배킹층(12)에 직접 결합시키는 것이 바람직하다. 미끄럼 방지 재료가 배킹층과 효과적으로 결합되지 않으면, 배킹층(12)은 미끄럼 방지 재료가 배킹층(12)에 보다 효과적으로 결합되게 하도록 프라임 처리될 수 있다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅(14)은 약간 점착성이 있으며, 미끄럼 방지 코팅 자체의 응집 강도 미만인 그 자신에 대한 접착성을 갖고, 또한 "이결합" 접착 강도 미만인 그 자신에 대한 접착성을 갖는다. 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이, "이결합" 접착 강도는 미끄럼 방지 코팅(14)과 미끄럼 방지 코팅층이 적용되어 있는 배킹층(12) 간 접착 강도이다. 따라서, 미끄럼 방지 코팅(14)을 그 자신 위에 접어 포개면, 서로 접촉되는 개개의 미끄럼 방지 표면은 미끄럼 방지층의 응집 파괴를 일으키지 않고 미끄럼 방지층(14)이 배킹층(12)으로부터 탈착되지 않게 다시 박리될 수 있다.
다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅은 그 자신에 반복적으로 결합될 수 있는 표면을 제공한다. 약간 관련된 다른 태양에서, 미끄럼 방지 코팅(14)은 위치 변경될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "위치 변경 가능한"이란 미끄럼 방지 코팅 또는 표면에 대한 손상이 없이 미끄럼 방지 코팅이 그 자신 또는 표면으로 그리고 이로부터 반복적으로 적용되고, 제거되고 다시 적용될 수 있는 것을 말한다.
또한, 미끄럼 방지 코팅층(14)의 그 자신에 대한 접착성은 시간 경과에 따라 현저히 증강되지 않는 것이 바람직하다. 이 때, 연마 용품(10)이 미끄럼 방지 코팅층(14)이 그 자신에 접촉되게 그 자신 위로 접어 포개지면, 나중에 연마 용품(10)은 미끄럼 방지 코팅(14) 또는 배킹층(12) 손상 없이 미끄럼 방지 코팅층(14)을 분리함으로써 용이하게 펼쳐질 수 있다.
미끄럼 방지 코팅층(14)에 적합한 재료로는 예를 들면 엘라스토머를 포함한다. 적절한 엘라스토머로는 합성 폴리아이소프렌, 부틸 고무, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 고무 (SBR)와 같은 천연 및 합성 고무, 크라톤(Kraton) 고무, 폴리스티렌-폴리아이소프렌-폴리스티렌 (SIS) 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS) 고무, 니트릴 고무 (부나-N 고무), 수소화 니트릴 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 (NBR), 클로로프렌 고무, 폴리클로로프렌, 네오프렌, EPM 고무 (에틸렌 프로필렌 고무), EPDM 고무 (에틸렌 프로필렌 디엔 고무), 아크릴 고무, 폴리아크릴 고무, 실리콘 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA), 폴리비닐 아세테이트 (PVA)와 같은 블록 공중합체, 및 열가소성 엘라스토머와 같은 다른 유형의 엘라스토머, 산토프렌(Santoprene) 열가소성 고무와 같은 열가소성 가황물, 열가소성 폴리우레탄과 같은 우레탄, 및 열가소성 올레핀을 포함한다. 이러한 고무 재료는 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재 사토머 컴패니 인코퍼레이티드(Sartomer Company Inc.)로부터 입수 가능한 윙택 플러스(Wingtack Plus) 수지와 같은 점착성 부여제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 엘라스토머 미끄럼 방지 코팅층의 점착은 탄산칼슘과 같은 충전제를 재료에 첨가함으로써 조절될 수 있다.
일 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층은 적어도 약 -80 섭씨온도(℃), 적어도 약 -70℃, 및 적어도 약 -65℃의 유리 전이 온도와, 약 -5℃ 이하, 약 -15℃ 이하, 및 약 -25℃ 이하의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 보다 구체적인 태양에서, 미끄럼 방지 코팅층(14)은, 적어도 약 -80 섭씨온도(℃), 적어도 약 -70℃, 및 적어도 약 -65℃의 유리 전이 온도와, 약 -5℃ 이하, 약 -15℃ 이하, 및 약 -25℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 코팅층을 형성하는 수용액으로 형성된다.
엘라스토머 미끄럼 방지 코팅층을 제조하는데 적합한 시중 입수 가능한 재료는 미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코퍼레이션(BASF Corporation)으로부터 입수 가능한 Butofan NS209, 카르복실화 스티렌-부타디엔 음이온 분산액, 및 미국 오하이오주 위클리프 소재의 루브리졸 코퍼레이션(Lubrizol Corporation)으로부터 입수 가능한 Hystretch 엘라스토머 분산액, V-29, V-43, 및 V-60을 포함한다. 또한 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 분산액도 사용될 수 있다.
또한 미끄럼 방지 코팅층(14)을 제조하는데 적합한 재료는 아크릴레이트 및 아크릴 중합체를 포함한다. 또한, 미끄럼 방지 코팅층(14)을 제조하는데 적합한 재료는, 점착 변경 성분을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있는 아크릴 접착제와 같은 감압 접착제, 위치 변경 가능한 접착제, 또는 핫 멜트 아크릴 접착제를 포함한다. 특정 조성에 따라 그리고 가공도 (예를 들면, 중합도)에 따라, 이러한 핫 멜트 아크릴 접착제는 점착성 및 비점착성 둘 모두를 포함하는 다양한 물리적 특성으로 제조될 수 있다.
미끄럼 방지 코팅층(14)의 특정 두께는 예를 들면 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성하기 위해 선택된 재료에 따라, 그리고 연마 용품(10)을 위한 의도한 용도 응용에 따라 다양해질 수 있다. 예를 들면, 고무 또는 우레탄계 재료로 형성된 미끄럼 방지 코팅층(14)은 적어도 약 2.5 마이크로미터 (0.1 mil), 적어도 약 25 마이크로미터 (1 mil), 및 적어도 약 254 마이크로미터 (10 mil)의 두께와, 약 1270 마이크로미터(50 mil) 이하, 약 762 마이크로미터 (30 mil) 이하, 및 약 635 마이크로미터 (25 mil) 이하의 두께를 가질 수 있다. 한편, 아크릴 중합체 코팅으로 형성된 미끄럼 방지 코팅층(14)은 보다 얇을 수 있으며, 적어도 약 2.5 마이크로미터 (0.1 mil), 적어도 약 12.7 마이크로미터 (0.5 mil), 및 적어도 약 25.4 마이크로미터 (1 mil)의 두께와, 약 50.8 마이크로미터 (2 mil) 이하, 약 127 마이크로미터 (5 mil) 이하, 및 약 254 마이크로미터 (10 mil) 이하의 두께를 가질 수 있다.
건조한 스티렌-부타디엔 고무 분산액 또는 건조한 라텍스 분산액으로 형성된 미끄럼 방지 코팅층(14)은 적어도 약 1 그램/제곱미터 (g/㎡) (0.24 그레인/24 제곱인치(그레인/24 in2)), 적어도 약 3 g/㎡ (0.72 그레인/24 in2), 또는 적어도 약 4 g/㎡ (0.96 그레인/24 in2)의 코팅 중량과, 약 20 g/㎡ (4.8 그레인/24 in2) 이하, 약 15 g/㎡ (3.6 그레인/24 in2) 이하, 또는 약 12 g/㎡ (2.9 그레인/24in2) 이하의 코팅 중량을 가질 수 있다.
일 실시 형태에서, 적절한 미끄럼 방지 코팅층(14)은, 배킹층(12) 상에 중합 가능한 감압 접착제 조성물을 코팅하고 그 다음에 감압 접착제 조성물을 중합시켜 원하는 특성을 갖는 미끄럼 방지 코팅층을 제조하거나, 배킹층(12) 상에 위치 변경 가능한 감압 접착제를 코팅함으로써 감압 접착제를 사용하여 제조될 수 있다.
특정 실시 형태에서, 감압 접착제는, 예를 들면 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)로 형성된 밀봉된 파우치에 예를 들면 중합 가능한 액체 단량체 혼합물을 제공하고, 액체 단량체 혼합물을 예를 들면 화학 복사선(예 자외선)에 노출시켜 액체 단량체 혼합물을 적어도 부분적으로 중합시키고, 부분적으로 중합된 액체와 파우치 형성에 사용된 EVA 재료를 혼합하여 코팅 가능한 감압 접착제 조성물을 형성하고, 감압 접착제 조성물을 배킹층(12) 상에 코팅함으로써 제조될 수 있는 아크릴 핫 멜트 접착제이다. 감압 접착제 조성물이 배킹층(12) 상에 코팅된 다음에, 미끄럼 방지층(14)은, 감압 접착제를 추가로 중합시켜 낮은 수준의 점착성을 갖거나 점착성이 없는 코팅층과 같은 원하는 특성을 갖는 미끄럼 방지 코팅층을 형성함으로써 형성된다.
추가 중합도는 다양할 수 있으며, 예를 들면 미끄럼 방지층(14)의 원하는 특성에 따를 것이다. 추가 중합은, 예를 들면 감압 접착제를 별도의 자외선에 노출시키거나 감압 접착제의 점착성 수준을 원하는 수준으로 감소시키는데 충분한 양으로 열 중합시켜 달성될 수 있다.
적절한 중합 가능한 액체 단량체 혼합물은, 예를 들면 2 에틸 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 및 미국 뉴욕주 호손 소재의 시바 게이지 코퍼레이션(Ciba-Geigy Corp)으로부터 입수 가능한 Irgacure 651과 같은 광개시제를 포함할 수 있다. 아이소옥틸 티오글리콜레이트, 헥산다이올 다이아크릴레이트, 알파벤조페논, 및 미국 뉴욕주 테리타운 소재 시바 스페셜티 케미칼즈 코퍼레이션(Ciba Specialty Chemicals Corporation)으로부터 입수 가능한 Irganox 1076 산화방지제와 같은 임의의 첨가제도 중합 가능한 액체 단량체 혼합물에 포함될 수 있다.
미끄럼 방지 코팅층(14)은 통상 수성 분산액과 같은 액체 현탁액, 라텍스와 같은 수성 에멀젼, 또는 핫 멜트 접착제로서 적용된다.
액체는 각종 공지된 인쇄 및/또는 코팅 기술, 예를 들면, 롤 코팅(예 로토그라비어 코팅), 전이 롤 코팅, 용매 코팅, 핫 멜트 코팅, 메이어 로드(Meyer rod) 코팅, 및 드롭 다이 코팅을 사용하여 도포될 수 있다. 수성 에멀젼 및 분산액을 도포하는데 특히 바람직한 기술은 메이어 로드 코팅, 로토그라비어 및 전이 롤 코팅 기술을 포함한다. 다음에 이러한 수성 에멀젼 및 분산액을 미끄럼 방지 코팅층(14)이 제조되도록 건조되게 한다. 아크릴레이트 핫 멜트 접착제와 같은 핫 멜트 접착제를 도포하는데 특히 바람직한 기술은 드롭 다이 코팅이다. 다음에 이러한 핫 멜트 코팅된 접착제를 추가로 중합시켜 원하는 특성을 갖는 미끄럼 방지 코팅층(14)을 제조한다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층(14)에는 표면 결이 구비된다. 이러한 결이 있는 표면은, 예를 들면, 마이크로셀 폼 롤러를 사용하여 액체 에멀젼 또는 액체 분산액을 배킹층(12)에 도포함으로써 제공될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 액체 에멀젼 또는 액체 분산액을 마이크로셀 폼 롤러를 사용하여 약 200 그램/㎡ (약 3 그레인/24 제곱인치)의 코팅 중량이 되게 도포한다. 다음에, 액체 코팅을, 예를 들면 225 화씨온도의 강제 통풍형 오븐에서 5분간 건조시켜 미끄럼 방지 코팅층을 제조할 수 있다.
도 1에 예시된 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅(14)은 메이크 코트(16) 및 연마 입자(18)의 반대편의 사포(10)의 통상 편평한 외측 표면(14a)을 한정한다. 즉, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 결이 있는 표면 또는 거시적 3차원 표면 형태를 포함하지 않는 매끄러운 외측 표면을 한정한다. 코팅층(14)은 연속적, 불연속적일 수 있고/있거나 도트 및 스트라이프와 같은 임의 패턴 또는 반복 패턴으로 적용될 수 있다.
일 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 투명할 수 있다. 이런 식으로, 배킹(12) 상에 인쇄된 임의의 정보 또는 표지는 미끄럼 방지 코팅층(14)을 통해 여전히 보일 것이다. 또한, 사포 외관은 사용자가 익숙해 있는 종래 사포의 외관과 여전히 유사하다.
도 2에 예시된 바와 같이, 미끄럼 방지 코팅층(14)의 외측 표면(14a)은 규칙적으로 패턴화된 표면 결 또는 형태를 포함할 수 있다. 예시된 특정 실시 형태에서, 미끄럼 방지 코팅층(14) 외측 표면(14a)의 패턴화된 표면 결은 사포(10)가 그 자신 위에 접어 포개질 때 패턴이 그 자신과 내부 연관되도록 될 수 있다. 다시 말하면, 외측 표면(14a)은 외측 표면(14a)이 그 자신 위에 접어 포개질 때 서로 결합되는 볼록부(14a') 및 오목부(14a")를 포함한다.
도 1 또는 도 2에 도시된 실시 형태 중 어느 하나에서, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 미끄럼 방지 코팅층(14) 외측 표면(14a)에 거칠거칠한 표면 또는 임의로 결이 진 표면이 제공되도록 충전제 물질 또는 입자를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 거칠거칠한 표면 또는 결이 있는 표면은 미끄럼 방지 코팅층(14)의 정마찰 특성을 증강시키는데 사용된다.
메이크 코트(16)
일반적으로, 임의의 접착제 메이크 코트(16)는 연마 입자(18)를 배킹층(12)에 접착시키는데 사용될 수 있다. "메이크 코트"란 사포(10)의 배킹층(12) 상의 경화된 수지층을 말한다. 접착제 메이크 코트(16)에 적합한 재료는, 예를 들면, 페놀 수지, 펜던트α,β-불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌성 불포화 수지, 아크릴화 아이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 아이소시아누레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지, 플루오렌-변형 에폭시 수지, 및 이들의 조합을 포함한다.
메이크 코트(16)는 임의의 종래 기술, 예를 들면, 나이프 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 로토그라비어 코팅, 커튼 코팅 등에 의해 배킹층(12) 상에 코팅될 수 있다. 사포(10)는 또한 임의의 사이즈 코트(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
연마 입자(18)
일반적으로, 임의의 연마 입자(18)가 본 발명에서 사용될 수 있다. 적절한 연마 입자는 예를 들면 용융 산화알루미늄, 열처리 산화알루미늄, 알루미나계 세라믹, 탄화규소, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 가닛, 금강사, 다이아몬드, 세리아, 큐빅 질화붕소, 가루 유리, 석영, 이붕화티타늄, 졸겔 연마제 및 이들의 조합을 포함한다. 연마 입자(18)는 형상 (예, 막대형, 삼각형, 또는 피라미드형)을 갖거나 그렇지 않을 수 있다 (예, 불규칙적). 용어 "연마 입자"는 연마 그레인, 응집물, 또는 멀티-그레인 연마 과립을 포함한다. 연마 입자는 정전기 코팅 또는 드롭 코팅과 같은 임의의 종래 기술에 의해 메이크 코트(16) 상에 침착될 수 있다.
첨가제
메이크 코트(16) 및/또는 임의의 사이즈 코트는 임의의 첨가제, 예를 들면, 충전제, 섬유, 윤활제, 연삭 보조제, 습식제, 증점화제, 적하방지제, 계면활성제, 안료, 염료, 커플링제, 광개시제, 가소제, 현탁제, 정전기 방지제, 등을 함유할 수 있다. 가능한 충전제는 탄산칼슘, 산화칼슘, 메타규산칼슘, 알루미나 삼수화물, 크리올라이트, 마그네시아, 카올린, 석영, 및 유리를 포함한다. 연삭 보조제로서 작용할 수 있는 충전제는 크리올라이트, 불화붕산칼륨, 장석, 및 황을 포함한다. 이들 재료의 양은 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이 원하는 특성이 제공되도록 선택된다.
특정 실시 형태에서, 사포(10)는 22.9 × 27.9 ㎝ (9 × 11 인치)의 사포 표준 시트이다. 다른 실시 형태에서, 사포(10)는 약 7.6 내지 10.2 ㎝ (약 3 내지 약 4 인치) 또는 약 12.7 내지 약 15.2 ㎝ (약 5 내지 약 6 인치)의 폭과, 약 20.3 내지 약 25.4 ㎝ (약 8 내지 약 10 인치) 또는 약 25.4 내지 약 30.5 ㎝ (약 10 내지 약 12 인치)의 길이를 가질 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 사포 시트 스택을 포함하는 사포 패키지를 제공한다. 스택은 적어도 2개의 시트, 적어도 6개 정도의 시트, 또는 적어도 10개 정도의 시트를 포함할 수 있다.
제조 방법
상기한 다양한 실시 형태는 다양한 기술을 사용하여 구성될 수 있고, 미끄럼 방지 코팅층(14)을 제조하는데 사용된 특정 재료에 따라 달라질 것이다. 예를 들면, 연마 용품(10)은, 페이퍼 배킹층을 제공하는 단계, 접착제 메이크 코트를 배킹층의 주요 표면 상에 코팅하는 단계, 연마 입자를 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포시켜 연마 표면을 형성하는 단계, 고무와 점착제 혼합물과 같은 미끄럼 방지 코팅 재료를 톨루엔과 같은 탄화수소 용매에 용해시켜 코팅 가능한 미끄럼 방지 재료를 형성하는 단계, 미끄럼 방지 재료와 용매를 메이크 코트 반대편의 배킹층 표면에 코팅하는 단계, 및 용매를 미끄럼 방지 재료로부터 증발시켜 배킹층(12) 상에 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 이 기술을 사용하여, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 배킹 상에 "용매 코팅"된 것으로 언급된다.
연마 용품(10)을 제조하는 다른 방법에서, 수성 에멀젼 또는 수성 분산액을 메이크 코트(16) 반대편의 배킹층(12) 상에 코팅하고, 건조하여 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성한다.
대안으로, 연마 용품(10)은, 페이퍼 배킹층(12)을 제공하는 단계, 접착제 메이크 코트(16)를 배킹층(12)의 일 주요 표면 상에 코팅하는 단계, 연마 입자(18)를 접착제 메이크 코트(16)에 적어도 부분적으로 내포시켜 연마 표면을 형성하는 단계, 고무와 점착제 혼합물과 같은 미끄럼 방지 재료를 제공하는 단계, 미끄럼 방지 재료를 가열하여 코팅 가능한 미끄럼 방지 재료를 형성하는 단계, 및 미끄럼 방지 재료를 메이크 코트(16) 반대편의 배킹층(12) 표면에 코팅하여 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 이 기술에 의해, 미끄럼 방지 코팅층(14)은, 예를 들면, 롤 코팅, 핫 멜트 코팅, 또는 드롭 다이 코팅 기술을 사용하여 배킹층(12) 상에 코팅될 수 있다.
일 실시 형태에서, 코팅 가능한 미끄럼 방지 재료를 도포하는데 사용된 롤러는 표면 결을 미끄럼 방지 코팅층에 부여하는 폼 롤러이다. 대안으로, 폼 롤러는 배킹층(12) 상에 코팅된 후에 미끄럼 방지 코팅층(14)을 후처리하는데 사용되어, 이로써 미끄럼 방지 코팅층에 표면 결을 부여할 수 있다.
연마 용품(10)을 제조하는 다른 방법에서, 아크릴 핫 멜트 접착제와 같은 접착제를 메이크 코트(16) 반대편의 배킹층(12) 상에 코팅하고, 예를 들면 중합 또는 건조에 의해 경화시켜 미끄럼 방지 코팅층(14)을 형성한다.
상기 기술 중 어느 기술에서, 미끄럼 방지 코팅층(14) 및 메이크 코트층(16)이 배킹층(12)에 도포되는 순서는 변경될 수 있다는 것을 알 것이다. 다시 말하면, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 메이크 코트(16)가 배킹층(12)에 도포되기 전이나 도포된 후에 배킹층(12)에 도포될 수 있다.
또한, 배킹층(12), 메이크 코트(16), 및 연마 입자(18)는 예비-형성된(즉 그렇지 않으면 완전한) 연마 시트 형태로 제공될 수 있다는 것을 알 것이다. 다시 말하면, 연마 시트를 형성하기 위해 배킹층(12)을 제공하고 메이크 코트(16)로 코팅하고 연마 입자(18)를 구비하기 보다는, 배킹, 메이크 코트 및 연마 입자를 포함하는 예비-형성된 연마 시트가 제공될 수 있다. 그리고 나서 미끄럼 방지 코팅층(14)을 예비-형성된 연마 시트에 직접 도포시킬 수 있다.
적절한 예비-형성된 연마 시트의 대표 예들은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재 쓰리엠 컴패니(3M Company)로부터 상표명 216U로 입수 가능하다. 216U는 A 중량 배킹, 페놀 메이크 코팅, 산화알루미늄 연마 입자, 및 하중을 최소화하기 위해 제공된 스테아르산 슈퍼사이즈 코팅을 구비한 사포이다. 예비-형성된 연마 시트가 사용되면, 미끄럼 방지 코팅층(14)은 예를 들면, 용매 코팅, 롤 코팅, 핫 멜트 코팅, 드롭 다이 또는 분말 코팅 기술을 사용하여 배킹층(12)에 도포될 수 있다. 제조를 용이하게 하기 위해, 완성된 사포를 벌크 형태로 제공하고 그 다음에 최종 사용자에 의해 결국 사용되는 사포의 각 시트를 제조하기 전에 벌크 사포를 미끄럼 방지 코팅 재료로 코팅하는 것이 바람직하다.
매우 다양한 배킹 재료 (예, 페이퍼, 필름, 직물), 중량 (예 A, B, 또는 C 중량 페이퍼), 및 연마 입자를 갖는 매우 다양한 시중 입수 가능한 종래의 사포 구조물은 본 발명에 따른 미끄럼 방지 코팅으로 코팅될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 발명이 보다 완전히 이해될 수 있도록, 하기 실시예가 설명된다. 이들 실시예는 단지 예시적 목적이며, 어떤 방식으로도 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다는 것을 이해해야 한다.
[실시예]
후술하는 각 실시예에서, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴패니에서 상표명 "216U P150 프러덕션 RN 페이퍼 A 중량, 오픈 코트, 프레-컷"으로 판매된 시중 입수 가능한 사포를 도 1에 도시한 구성을 갖는 연마 용품(10)을 제조하는데 사용하였다. 216U 사포는 A-중량 페이퍼 배킹, 일 면 상에 코팅된 페놀 수지, 및 페놀 수지에 적어도 부분적으로 내포된 산화알루미늄 연마 입자를 갖는 범용 사포이다. 다음에 사포의 제 2 면 (즉 연마 표면 반대편의 비연마 면)을 하기하는 미끄럼 방지 코팅층 중 하나로 코팅하였다.
각 실시예 1-8에서, 얻어진 미끄럼 방지 코팅층(14)은, 미끄럼 방지 코팅층(14)이 그 자신 위에 접어 포개지고 접촉면들이 미끄럼 방지 코팅층(14) 표면의 어느 것도 손상되지 않고 그 밑에 있는 배킹(12)으로부터 손상되거나 분리되지 않으면서 쉽게 분리되게 하는 낮은 수준의 점착성을 가졌다.
두 개의 비교예 - 하나는 216U 사포 (즉 배킹의 제 2 면에 적용되는 미끄럼 방지층이 없음)이고 또 하나는 표준 3M 습식 또는 건조 사포 - 뿐만 아니라 각 실시예 2-8에서, 평균 최대 정지 마찰 계수 및 평균 운동 마찰 계수는 IMASS 미끄럼/박리 테스터 (SP2000, 미국 오하이로주 스트롱빌 소재 인스트루멘터즈 인코퍼레이티드로부터 시중 입수 가능)를 사용하여 23℃에서 ASTM D 1894-08 (플라스틱 필름 및 시트의 정지 및 운동 마찰 계수의 표준 시험 방법)에 따라 3회 측정하였다 . 3회 측정의 평균 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
비교예 A
비교예 A는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재 쓰리엠 컴패니로부터 시중 입수 가능한 3M 그레이드 P150 216U 프러덕션 RN, 페이퍼 A 중량, 오픈 코팅, 프레-컷 사포였다.
비교예 B
비교예 B는 쓰리엠 컴패니로부터 또한 입수 가능한 그레이드 P320 213Q 임페리얼 습식 또는 건조 프러덕션 페이퍼 A 중량 페이퍼 시트였다.
실시예 1
실시예 1은, 제 2 면이 미국 텍사스주 휴스턴 소재 크라톤 폴리머즈 엘엘씨(Kraton Polymers, LLC)에서 판매된 크라톤 D-1161K SIS 블록 공중합체 90 중량%와 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재 사토머 컴패니 인코퍼레이티드에서 판매된 윙택 플러스 점착제 10 중량%의 톨루엔에 용해된 혼합물로 코팅된 216U 사포였고, 얻어진 용액은 고형분이 약 40 중량%였다. 혼합물을 배킹층(12)에 나이프 코터를 사용하여 38.1 미크론 (1.5 mil) 두께로 코팅하고 톨루엔이 완전 증발되도록 주위 조건에서 건조하였다. 실시예 1에서 평균 마찰 계수는 측정하지 않았고, 따라서 표 1에는 포함되지 않는다.
실시예 2
실시예 2는, 제 2 면이 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 파우치에서 액체 단량체 혼합물을 자외선에 노출시킴으로써 먼저 부분적으로 중합시켜 제조된 아크릴 핫 멜트 접착제로 코팅된 216U 사포였다. 액체 단량체 혼합물은 2-에틸 헥실 아크릴레이트 14 중량%, 부틸 아크릴레이트 42 중량%, 메틸 아크릴레이트 44 중량%를 포함하고, 다음 첨가제((첨가제 100 부에 대한 부수(parts per hundred additives - ppha)): 미국 뉴욕주 호손 소재 시바 게이지 코퍼레이션에서 판매된 Irgacure 651 광개시제 0.17 ppha, 아이소옥틸 티오글리콜레이트 0.06 ppha, 헥산다이올 다이아크릴레이트 0.004 ppha, 알파벤조페논 0.092 ppha, 및 미국 뉴욕주 테리타운 소재 시바 스페셜티 케미칼즈 코퍼레이션에서 판매된 Irganox 1076 산화방지제 0.4 ppha를 추가로 포함하였다. 다음에, 부분적으로 중합된 단량체 혼합물을 이축 압출기를 사용하여 EVA 파우치와 배합하여, 부분적으로 중합된 단량체 혼합물 배합도 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 4 ppha를 포함하였다. 다음에, 부분적으로 중합된 감압 접착제를 드롭 다이 코터를 사용하여 약 38.1 미크론 (1.5 mil) 두께로 배킹층(12)에 코팅하였다. 다음에, 배킹층(12)에 코팅된 부분적으로 중합된 감압 접착제는 접착제를 자외선에 노출시켜 추가로 중합시켰다.
실시예 3
실시예 3은, 제 2 면이 미국 미시간주 미드랜드 소재 다우 코닝(Dow Corning)으로부터 입수 가능한 실라스틱 하이 컨시스턴시 실리콘 고무(Silastic High Consistency Silicone Rubber)로 코팅된 216U 사포였다. 실라스틱 실리콘 고무를 나이프 코터를 사용하여 38.1 미크론 (1.5 mil) 두께로 배킹층(12)에 코팅하고 실온에서 24시간 동안 경화시켰다.
실시예 4
실시예 4는, 제 2 면이 #50 메이어 로드를 사용하여 약 200 그램/㎡ (약 3 그레인/24 in2)의 코팅 중량으로 바스프로부터 입수 가능한 Butofan NS 209 카르복실화 스티렌-부타디엔 음이온 분산액으로 코팅되고 나서 107℃ (225℉)의 강제 통풍형 오븐에서 5분간 건조한 216U 사포였다.
실시예 5
실시예 5는, Butofan NS 209의 미끄럼 방지 코팅층이 약 600 그램/㎡ (9 그레인/24 in2)의 중량으로 코팅된 것을 제외하고 실시예 4와 동일하였다.
실시예 6
실시예 6은, 제 2 면이 #9 메이오 로드를 사용하여 약 167 그램/㎡ (2.5 그레인/24 in2)의 코팅 중량으로 루브리졸로부터 입수 가능한 Hystretch V-29 엘라스토머 에멀젼으로 코팅되고 나서 107℃ (225℉)의 강제 통풍형 오븐에서 5분간 건조한 216U 사포였다.
실시예 7
실시예 7은, 제 2 면이 #9 메이오 로드를 사용하여 약 167 그램/㎡ (2.5 그레인/24 in2)의 코팅 중량으로 루브리졸로부터 입수 가능한 Hystretch V-43 엘라스토머 에멀젼으로 코팅되고 나서, 107℃ (225℉)의 강제 통풍형 오븐에서 5분간 건조한 216U 사포였다.
실시예 8
실시예 8은, 제 2 면이 #9 메이오 로드를 사용하여 약 167 그램/㎡ (2.5 그레인/24 in2)의 코팅 중량으로 루브리졸로부터 입수 가능한 Hystretch V-60 엘라스토머 에멀젼으로 코팅되고 나서 107℃ (225℉)의 강제 통풍형 오븐에서 5분간 건조한 216U 사포였다.
Figure 112011005875270-pct00001
당업자는 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 전술한 본 발명에 대해 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 출원에서 설명된 구조가 아니라, 오직 청구의 범위의 언어에 의해 설명된 구조 및 이들 구조의 등가물에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (20)

  1. (a) 양쪽의 제 1 주요 표면 및 제 2 주요 표면을 갖는 배킹층;
    (b) 제 1 주요 표면 상의 접착제 메이크 코트;
    (c) 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자; 및
    (d) 제 2 주요 표면 상의 미끄럼 방지 코팅층
    을 포함하며, 상기 미끄럼 방지 코팅층은 ASTM D 1894-08에 따른 측정시 적어도 1 그램의 평균 최대 정지 마찰 계수를 갖는 것인, 사포 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 미끄럼 방지 코팅층은 천연 고무, 합성 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA), 폴리비닐 아세테이트 (PVA), 열가소성 가황물, 아크릴레이트, 아크릴 중합체, 열가소성 올레핀, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 사포 시트.
  3. 제 2 항에 있어서, 합성 고무는 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌-프로필렌 디엔 삼중합체 (EPDM 고무), 실리콘 고무, 및 폴리우레탄 고무로 이루어진 군에서 선택되는 사포 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 배킹층은 A 중량 내지 C 중량 범위의 중량을 갖는 페이퍼인 사포 시트.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 미끄럼 방지 코팅층은 ASTM D 1894-08에 따른 측정시 적어도 0.75 그램의 평균 운동 마찰 계수를 갖는 사포 시트.
  7. (a) 양쪽의 제 1 주요 표면 및 제 2 주요 표면을 갖는 페이퍼 배킹층;
    (b) 배킹층 제 1 주요 표면 상의 접착제 메이크 코트;
    (c) 접착제 메이크 코트에 적어도 부분적으로 내포되어 연마 표면을 한정하는 연마 입자; 및
    (d) 십 (10) 초 유지시간과 일 (1) ㎝/s의 프로브 제거 속도를 이용하여 ASTM D2979-88에 의해 측정된 300 그램 이하의 평균 점착을 갖는 엘라스토머 코팅층을 포함하고 두께가 203.2 마이크로미터 (8 mil) 이하인, 배킹층 제 2 주요 표면상의 미끄럼 방지 코팅층을 포함하는, 작업 표면의 수동 사포 작업용 사포 시트.
  8. 삭제
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