KR19980701243A - 순응성 표면 처리 용품 및 그의 제조 방법(Conformable Surface Finishing Article and Method) - Google Patents

순응성 표면 처리 용품 및 그의 제조 방법(Conformable Surface Finishing Article and Method) Download PDF

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KR19980701243A
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KR1019970704632A
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메리 베쓰 도노반
티모시 제이 플레겐쿨레
Original Assignee
워렌 알. 보비
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니
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Abstract

순응성 표면 처리 용품 및 그러한 용품의 제조 방법이 제공된다. 용품은 3차원 부직 섬유 웹(12), 제 1 및 제 2 주 표면을 갖고 제 1 주 표면이 웹(12)의 주 표면에 나란하게 배치된 스트레치 내성 다공성 강화 직물(14) 및 강화 직물의 제 2 주 표면 위에 그와 같은 길이로 코팅된 중합체를 포함하고 가요성 저마찰 노출면(17a) 및 웹의 주 표면을 따라 섬유를 둘러싸는 강화 직물을 통해 연장된 부분(17 b)를 갖는 층을 포함한다. 방법은 스트레치 내성 다공성 강화 직물(14)을 3차원 섬유 부직 웹(12)의 주 표면(12 a)에 인접하게 위치시키고 코팅가능한 조성물(16)을 도포하여 조성물 일부가 직물을 통해 연장되어 웹(12)의 주 표면(12a)을 따라 섬유와 접촉하고 둘러싸는 동시에 직물 위에 같은 길이로 코팅된 실질적으로 매끈한 노출 표면을 형성하고 조성물을 경화시키는 것을 포함한다.

Description

순응성 표면 처리 용품 및 그의 제조 방법
본 발명은 직물 강화 3차원 부직 웹을 포함하는 순응성 표면 처리 용품 및 이러한 용품의 제조 방법에 관한 것이다.
순응성 부직 3차원 섬유상 표면 처리 용품은 녹, 표면 결함, 돌출부 등을 제거할 뿐만 아니라 예를 들면, 알루미늄, 놋, 강철 및 목재의 다양한 제품 상에 바람직한 표면 마무리를 부여하는 것으로 알려져 있다. 이러한 용품들에는 후버(Hoover) 등에게 허여된 미국 특허증 제 2,958,593호에 교시된 바에 따라 제조된 디스크, 무한 벨트 및 패드가 포함된다. 상기 부직 표면 처리 용품은 무한 벨트의 형태일 때 날카로운 가장자리에 걸리거나 연신되거나 끊어질 수 있기 때문에 완전히 만족스럽지는 못하다.
부직 표면 처리 용품을 강화하기 위한 노력은 3차원 웹을 니들 택킹(needle tacking)하고, 이 웹을 직조 지지 백킹 또는 그의 배합물에 부착하는 것을 포함하였다. 결과된 용품은 널리 사용되기는 하지만 몇몇 적용에서 역시 만족스럽지 못했다. 예를 들어, 부직 웹의 니들 택킹이 웹 내 다른 영역 보다 높은 하중으로 연마제/결합제 코팅이 뭉치는 밀집 영역을 발생시킨다. 이러한 밀집 영역은 후속 표면 마무리 적용에서 제품에 생채기를 낼 수 있는 보다 단단하고 보다 지나치게 연마된 표면을 형성한다. 그밖에, 직물 지지 백킹은 종종 많은 표면의 윤곽과 일치할 수 있는 충분한 순응성이 부족하여, 이동하는 벨트의 가장자리가 과도하게 제품의 곡선 영역을 절단하는 가장자리 절단이 초래된다. 정교한 가구, 악기 또는 예를 들면 스키와 같은 운동 기구의 최종 마무리와 같은 마무리 작업은 개선된 표면 처리 용품을 요하는 표면 마무리 작업의 예이다. 따라서, 사용 중에 걸리거나, 연신되고(거나) 끊어지는데 저항을 가지면서 굴곡 표면에 대해 사용하기 위해 유연하고 순응성인 부직 표면 처리 용품에 대한 요구가 있다. 이러한 제품의 부직 웹은 밀집된 마모 영역을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
적합한 부직 표면 처리 용품을 제공하기 위한 다른 노력으로 부직 웹을 강화하기 위해 개방 그물 천을 사용하였다. 종종, 웹을 니들 택킹하고 웹의 니들링한 섬유를 천을 통해 돌출시킨다. 이와 같은 스트레치 내성 부직 표면 마무리 벨트는 스낵 저항성 및 접촉 휠이 벨트를 제품에 대해 지지하는 굴곡 표면에 대한 사용에 있어서 개선점을 보인다. 그러나, 고정 압반이 벨트를 미는 적용에서, 압반과 직조 천을 통해 돌출된 부직 니들링된 섬유 사이의 지나친 마찰은 작업 중에 압반을 마모시킬 수 있는 상당한 열을 발생시킨다. 더욱이, 이러한 벨트의 비연마 표면의 거침이 압반에 의해 균일한 압력이 가해지를 것을 방해할 수 있고 따라서 벨트가 작업 부품 위를 부드럽게 이동하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 굴곡 표면 상에 사용하기 적합하고 고정 압반의 사용에 의해 작동되어 압반의 과도한 마손 없이 작업 부품 상에 일정한 마무리를 제공할 수 있는 표면 처리 용품이 요구되고 있다. 매끄허운 저마찰 표면을 제공하는 백킹을 갖고 부직 웹이 밀집된 마모 영역을 갖지않는 용품을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 순응성 부직 표면 처리 용품 및 이러한 용품의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 용품은 압반이 용품을 작업 부품에 대해 미는 벨트 적용에 적합한 저마찰 표면을 포함하는 연마 및 광내기 벨트, 패드, 디스크 등을 포함한다.
본 발명의 한 국면에서, 하나 이상의 주 표면을 갖는, 상호 접촉점에서 서로 결합되는 3차원 섬유 부직 웹; 제 1 및 제 2 주 표면을 갖고 제 1 주 표면이 상기 부직 웹의 한 주 표면 상에 나란하게 배치된 스트레치 내성 다공성 강화 직물; 상기 직물의 제 2 주 표면 위에 그와 같은 길이로 코팅된 가요성 중합체를 포함하고, 저마찰 노출 표면 및 상기 웹의 한 주 표면을 따라 섬유를 둘러싼 강화 직물을 통해 연장된 부분을 갖는 층을 포함하는 표면 처리 용품이 제공된다.
본 발명을 상세하게 설명함에 있어서, 특정 용어가 본원에 기재된 특정 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다. 경화성 코팅가능한 조성물 또는 코팅가능한 조성물은 중합체 또는 반응하여 중합체를 형성하고 표면 처리 용품을 위한 작업 조건에서 뿐만 아니라 주변 조건에서 고체로 남아 있는 고체 중합체 층으로 경화될 성분을 포함하는 점성 조성물을 말한다. 저마찰 표면은 압반이 이 표면을 누를 때, 이러한 중합체 표면을 갖지 않는 동일한 유형의 표면 처리 용품에서 보다 낮은 마찰 계수를 제공하는 표면 처리 용품 내 중합체 표면을 말한다. 표면 처리 용품은 목재, 금속, 플라스틱 또는 기타 표면에 대한 연마 및 마무리 작업에 유용한 섬유의 부직 3차원 웹을 포함하는 무한 벨트, 디스크, 패드 또는 유사한 용품을 말한다. 연신값은 너비 직선 m 당 17,500 뉴톤 응력이 가해질 때 직물이 한 방향으로 연신되는 양을 말한다. 연신값은 [(연신된 크기-초기 크기)/초기 크기)] × 100으로 계산한다.
본 발명의 다른 국면에서, 3차원 섬유 부직 웹의 한 주 표면에 인접하게 제 1 및 제 2 주 표면을 갖는 다공성 스트레치 내성 강화 직물을 위치시켜 직물의 제 1 주 표면이 실질적으로 웹의 한 주 표면을 덮도록 하고; 코팅가능한 조성물을 조성물의 일부가 직물을 통해 연장되어 직물의 제 1 주 표면에 인접한 웹의 한 주 표면을 따라 섬유와 접촉하고 섬유를 둘러싸고, 동시에 직물의 제 2 주 표면과 같은 길이로 연장된 노출된 표면을 형성하도록 도포하고; 이 코팅가능한 조성물을 경화시켜 표면 처리 용품을 제공하는 것을 포함하는 상기 표면 처리 용품의 제조 방법이 제공된다.
부직 웹은 니들 택킹하지 않는 것이 바람직하다. 바람직한 강화 직물은 날실과 씨실 사이에 약 0.10 ㎟ 이상의 구멍을 갖는 평직물을 포함하는 스트레치 내성 직조물이다. 일반적으로, 강화 직물은 중합체 층 부분이 관통하여 연장되고 부직 웹의 주 표면을 따라 섬유와의 분리된 결합 부분을 형성하도록 충분히 큰 구멍을 갖는 직조물을 포함할 것이다. 구멍의 실제 크기는 사용되는 중합체의 유형 및 직물에 가해지는 온도에 따라 변화할 수 있다.
바람직한 중합체는 압출가능한 열가소성 물질이다. 중합체가 나일론 6인 것이 가장 바람직하다. 중합체는 경화성 코팅가능한 조성물 및 대표적으로 용융 중합체로서 도포된다. 압력이 가해지면, 코팅가능한 조성물은 직물 내 구멍을 통해 밀어넣어지고 웹의 주 표면을 따라 섬유를 둘러싸는 동시에 또한 직물의 외부 표면을 코팅하고 같은 길이로 연장된 저마찰 노출 표면을 형성한다. 이러한 표면은 원한다면 평면이거나, 홈이 있거나, 직물 질감을 가질 수 있다.
당업자는 도면, 바람직한 실시 태양의 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위를 포함하는 나머지 개시를 더 숙고하여 본 발명의 세부 사항을 보다 잘 이해할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 태양의 구조를 기재함에 있어서, 다양한 도면을 참조하기 바란다.
도 1은 본 발명에 따른 표면 마무리 벨트의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 표면 마무리 디스크의 사시도이다.
도 3은 도 1의 3-3 선을 따라 절단된 도 1의 표면 마무리 벨트의 단면의 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따라 표면 처리 용품을 제조하는 방법을 도시하는 개략도이다.
순응성 표면 처리 용품은 무한 벨트, 디스크, 패드 등과 같은 여러 가지 형태로 제공된다. 본 발명의 용품은 압반을 적용하기에 적합한 저마찰 표면을 제공하는 중합체 코팅에 의해 스트레치 내성 강화 직물에 고정된 부직 표면 마무리 웹을 포함한다. 중합체 코팅 부분은 직물 층을 통해 연장되어 웹의 섬유와 분리된 결합 영역을 형성함으로써 중합체, 직물 및 부직 웹을 일체의 처리 용품으로 결합시킨다. 바람직한 실시 태양의 세부 사항을 논의함에 있어서, 참조 번호를 사용하여 구조적 특징을 명시하고 유사한 구조에 대해 유사한 번호가 지정된 여러 도면을 참조하기 바란다.
일반적으로 도면을 살펴보면, 무한 벨트(10)(도1)의 형태로 본 발명의 표면 처리 용품이 도시되어 있다. 3차원 부직 웹(12) 및 직조 스트레치 내성 강화 직물(14)이 벨트(10)의 구성 부분이다. 부직 웹(12)은 내부 또는 제 1 주 표면(12a) 및 외부 또는 제 2 주 표면(12b)을 포함하며 이때 제 2 면(12b)이 벨트(10)의 작업 면이다(도 3을 참조하기 바람). 강화 직물(14)은 바람직하게 관통하는 다수의 구멍(일반적으로 15로 나타냄)을 갖는 직조물을 포함한다. 직물(14)은 부직층(12)의 제 1 표면(12a)에 대해 부착된다. 가요성 중합체층(16)은 직물(14)의 주 표면 위에 그와 같은 길이로 연장되어 노출 표면(17a)을 형성하고 벨트(10)의 구동 표면을 제공하는데 이 표면은 사용 중에 구동 롤러들 상에서 운반되고 롤러 사이에서 표면 마무리 기계(도시안됨)의 압반 상에 지지된다. 노출 표면(17a)은 압반 표면과의 사이에 열이 축적되는 것을 피하기 위해 저마찰 표면인 것이 바람직하다. 중합체층(16)의 부분(17b)(도 3)은 직물(14) 내 구멍을 통해 연장되어 부직층(12)의 제 1 주 표면(12a)을 따라 섬유와 분리된 결합 영역을 형성한다.
본 발명의 용품은 또한 제 2 도에 도시된 디스크(18)와 같은 디스크의 형태로 제공될 수 있다. 디스크(18)는 장착을 용이하게 하기 위해 중앙 구멍(20)을 포함할 수 있다. 변화된 외부형을 제외하고, 디스크(18)의 내부 구조는 도 1의 벨트(10)와 동일하여 앞서 서술한 바와 같이 부직층(12), 직조물(14) 및 중합체 물질(16)을 포함한다. 본 발명의 표면 처리 용품은 또한 임의의 여러 가지 모양, 예를 들면, 직사각형, 정사각형, 원, 타원 등으로 절단되거나 변형될 수 있는 상기 특징을 갖는 표면 마무리 패드(도시 안됨)를 포함한다. 상기한 특징을 갖는 모든 표면 처리 용품은 본 발명의 범위 내에 포함됨이 이해될 것이다. 본 발명의 표면 처리 용품의 구성 성분에 대한 부가의 세부 사항이 하기에 제공된다.
부직 웹
부직웹은 나일론, 폴리에스테르 등과 같은 적합한 합성 섬유로 제조된 개방 저 밀도 섬유상 부직 웹을 포함한다. 웹은 함침된 수지 및 접착제 결합제가 손상 없이 경화될 수 있는 온도를 견디어 낼 수 있는 것이 바람직하다. 웹의 섬유는 신장가능하고 주름진 것이 바람직하지만 또한 예를 들면 Fitzer의 미국 특허증 제 4,227,350호에 기재된 바와 같은 스펀본드 방법에 의해 형성된 연속 필라멘트일 수도 있다. 부직 웹에 만족스럽게 사용되는 섬유는 길이가 약 20 내지 약 100 ㎜이고, 바람직하게는 약 40 내지 약 65 ㎜이고, 약 1.5 내지 약 500, 바람직하게는 약 15 내지 약 100 범위의 데니어를 갖는다. 원하는 표면 마무리를 얻기 위해 혼합 데니어 섬유를 부직 부분(12)의 제작에 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 본 발명의 용품 내 보다 큰 연마 입자를 포함시키기 위해 보다 큰 섬유의 사용이 또한 기대된다. 당업자는 본 발명이 사용되는 섬유의 성질에 의해 또는 각각의 길이, 데니어 등에 의해 제한되지 않음을 이해할 것이다.
부직 웹은 Rando webber 기계(뉴욕 란도 머신 캄파니로부터 구입가능) 상에서 쉽게 형성시키거나 종래의 다른 카딩 방법에 의해 형성할 수 있다. 스펀본드 유형 부직물을 사용할 경우, 필라멘트는 예를 들면 직경이 2 ㎜ 이하 또는 이상인 실질적으로 보다 큰 직경을 가질 수 있다. 보다 큰 직경의 섬유를 사용하면 완성 용품 내 보다 큰 연마 입자를 사용할 수 있다. 유용한 부직웹은 약 100 g/㎡ 이상의 단위 영역 당 중량을 갖는 것이 바람직하고, 약 250 g/㎡이 더 바람직하다. 부직 웹 내 섬유의 양이 더 작으면 상업적 작업 수명이 다소 짧은 용품을 제공할 것이다. 상기 섬유 중량은 대체로 니들링 또는 함침 전에 약 6 내지 약 75 ㎜, 바람직하게는 약 25 ㎜의 두께를 갖는 웹을 제공할 것이다. 본 발명에 사용하기 적합한 구입가능한 부직 웹은 하기 실시예에 명시된 것을 포함한다.
부직 웹(12)은 임의로 가시달린 바늘을 통과시킴으로써 부직 웹을 기계적으로 강화시키는 처리법인 니들 택킹에 의해 부가로 강화되고 고형화될 수 있다. 이 처리 중에 바늘은 부직웹을 통과하면서 그와 함께 웹의 섬유를 잡아 당기고 바늘이 퇴진한 후 웹 섬유의 개별 집합이 부직물의 두께 방향으로 배향되게 한다. 니들 택킹의 양 또는 정도는 15 × 18 × 25 × 3.5 RB, F20 6-32-5.5B/3B/2E/L90 바늘(위스콘신주 매니토복크 포스터 니들 캄파니(Foster Needle Company)로부터 구입가능)을 사용할 때 웹 표면의 ㎠ 당 약 8 내지 약 20 회 바늘 통과 횟수를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 니들 택킹은 예를 들면 노쓰 캐롤라이나 샤롯테의 딜로, 인크.(Dilo, Inc.)로부터 구입가능한 종래의 니들 직기를 사용하여 쉽게 성취된다.
임의의 니들 택킹 단계 후, 부직 웹을 마무리되는 용품의 요구되는 거칠음에 따라 수지 연마 슬러리 또는 수지 결합제(예를 들면 연마 입자를 갖지 않음)를 함침시킬 수 있다. 부직 웹은 예를 들면, 분무 코팅, 침지 코팅 또는 두 개의 롤 코팅기를 사용하는 롤 코팅과 같은 다수의 종래 적용 기술 중 임의의 것을 사용하여 수지 연마 슬러리 또는 수지 결합제로 완전히 포화시킨다. 부직 웹을 코팅할 때 사용하기 바람직한 수지는 경화시에 비교적 단단해지고 구성 섬유를 서로 단단히 결합시키는 것이다. 본 발명에 유용한 수지의 예는 페놀성 수지, 부속 α, 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, 불소 개질 에폭시 수지 및 이들의 배합물을 포함한다. 촉미 및(또는) 경화제를 결합제 전구체에 첨가하여 중합을 개시하고(거나) 중단할 수 있다. 본 발명에 사용되는 결합제로는 본원에 참조 문헌으로 병합된 커크-오트머(Kirk-Othmer)의 문헌[Encyclopedia of Chemical Technology, 제 3 판, John Wiley and Sons, 1981, 뉴욕, 제 17 권, 384-399 페이지]에 기재된 레솔 및 노볼락 수지와 같은 페놀성 수지가 바람직하다. 레솔 페놀성 수지는 알칼리성 촉매 및 대표적으로 약 1.0:1.0 내지 3.0:1.0의 포름알데히드 대 페놀의 몰비를 갖는 몰과량의 포름알데히드로부터 제조한다. 노볼락 수지는 산 촉매 하에 1.0:1.0 미만의 포름알데히드 대 페놀의 몰비를 사용하여 제조한다. 본 발명에 사용하기 적합한 구입가능한 페놀성 수지는 상품명 Durez 및 Varcum(옥시덴탈 케미칼즈 코포레이션(Occidental Chemicals Corporation)(뉴욕 엔 토나완다)으로부터 입수가능), Resinox(몬산토 코포레이션(Monsanto Corporation)으로부터 입수가능) 및 Arofene 및 Arotap(애쉬랜드 케미칼 캄파니(Ashland Chemical Company)로부터 입수가능)으로 공지된 용품들을 포함한다.
부직 웹(12)의 제 1 및(또는) 제 2 표면(12a 및 12b)는 각각 임의로 연마 입자를 또한 포함할 수 있는 앞서 언급한 수지 결합제로 코팅시킨다. 연마 입자는 또한 수지 결합제를 웹(12)에 도포한 후 별도의 단계로 가할 수 있다. 본원에 사용하기 적합한 마모 입자는 마무리 작업에 일반적으로 사용되는 것과 같은 24 등급 또는 그보다 미세한 것이 바람직하다. 적합한 연마 입자는 세라믹 알루미늄 옥사이드, 열처리된 알루미늄 옥사이드 및 백색 흔증 알루미늄 옥사이드, 실리콘 카바이드, 알루미나 지르코니아, 다이아몬드, 세리아, 입방 붕소 니트라이드, 가넷트, 플린트, 금강사 및 이들의 배합물을 포함하는 알루미늄 옥사이드를 포함한다. 추가로 그 공개가 본원에 참조 문헌으로 병합된 미국 특허증 제 4,652,275호 및 4,799,939호에 기재된 바와 같은 연마 응집체를 사용할 수 있다.
용품 마무리에 만족스럽게 사용되는 연마 광물 코팅된 벨트는 대표적으로 ASTM 검사 방법 D2240-86에 따라 5 ㎜ 직경 A 기구 풋트를 사용하여 측정할 때 약 10 미만 내지 약 85 의 쇼어 A(HA) 듀로미터를 갖는 부직 표면을 가져야 한다. 10 미만의 HA값이 ASTM D2240의 범위 밖인 것으로 생각되지만, 본 발명의 부드러운 용품에 대해 약 5의 판독 값이 측정되었다. 낮은 듀로미터 값은 대표적으로 예를 들면 작업 부품의 날카로운 모서리에 의해 쉽게 걸리고 찢기는 벨트를 생성한다. 보다 높은 듀로미터 측정값을 갖는 용품은 지나치게 조밀하고 종종 연마재 조각으로 가득 채워진다. 용품을 광내기 용도에 사용할 경우, 부직 웹(12)은 통상적으로 연마 입자를 포함하지 않지만 예를 들면, 탈크와 같은 덜 연마성인 물질을 포함할 수 있다.
강화 직물
강화 직물(14)은 반대 방향으로 잡아당겨질 때 낮은 연신 값을 갖는 스트레치 내성 직조물이 바람직하다. 약 20% 미만의 연신 값이 바람직하고 약 15% 미만의 값이 더욱 바람직하다. 본 발명의 용품 내 강화 직물로서 사용하기 바람직한 물질은 제한 없이 열결합 직물, 편직물, 스티치 결합 직물 등을 포함한다. 당업자는 본 발명이 한 강화 직물의 선택이 다른 직물의 선택에 대해 제한되지 않음을 이해할 것이며, 본 발명이 본원에 서술된 필수적인 다른 특성을 갖는 임의의 유형의 물질을 포함할 것이 예상된다.
본 발명의 개선점의 한 국면은 중합체 층 부분이 관통하여 연장됨으로써, 제 1 주 표면(12a)을 따라 부직물 웹(12)의 섬유와 분리된 결합부(17b)를 형성할 수 있도록 충분히 큰 구멍을 갖는 직조물을 포함하는 강화 직물을 사용하는 것이다. 구멍의 실제 칫수는 사용되는 중합체의 유형 및 직물에 적용된 온도에 따라 변화할 수 있다. 나일론 6을 사용할 경우, 강화 직물은 날실과 씨실 사이에 약 0.10 ㎟의 구멍을 갖는 평직물을 포함하는 것이 바람직할 것이다. 직물 중량이 149 g/㎡(4.4 oz./yd2)인 840 데니어 나일론 6, 6 사를 인치당 16 개 날실 및 16 개 씨실로 갖는 평직물이 나일론 6 중합체와 함께 사용하기에 가장 바람직하다. 이러한 물질은 노쓰 캐롤라이나주 하이랜드 인더스트리즈 오브 그린스보로(Highland Industries of Greensboro)로부터 구입할 수 있다.
폴리에스테르, 면, 동물모, 기타 폴리아미드 등으로 제조된 다른 물질을 사용할 수 있다. 바람직하게, 스트레치 내성 강화 직조물(14) 층 하나 이상이 본 발명의 용품(10) 및 (12)에 포함된다. 직조물 내 구멍이 적어도 부분적으로 정렬되어 두 개의 직물 층을 통해 부직 층(12) 내로 중합체가 압출되는 것이 실질적으로 방해를 받지 않는 한 부가의 칫수 강도를 제공하기 위해 제 1 직조물 층(14)에 더하여 추가의 직물층(도시안됨)을 사용할 수 있다. 두 개 이상의 직물 층이 포함될 경우, 그들은 바람직하게 완성 용품 내에 서로 인접하게 위치한다.
중합체 층
중합체 층(16)은 스트레치 내성 강화 직조물(14)을 둘러싼다. 바람직하게, 중합체는 점성 유체의 형태, 대체로 용융된 상태인 경화성 코팅가능한 조성물로서 도포된다. 압력이 가해지면, 코팅가능한 조성물은 강화 직물(14) 내 구멍을 통해 부직 웹(12) 내로 압출될 것이다. 이러한 방식으로, 용융된 중합체는 섬유 둘레를 유동하고 웹(12)의 제 1 주 표면(12a)을 따라 섬유를 둘러싸게 된다. 그리고나서 중합체는 공지된 방식으로 경화되어 두꺼운 연속 중합체 강화층(16)을 형성하고 용품의 외부층을 형성한다. 중합체는 도포되어 부직 웹(12)의 나머지를 통해 많이 침투되지 않고 경화되는 것이 바람직하다.
경화된 중합체 층(16)은 강화 직물과 같은 거리로 연장되는 유연한 저마찰면(17a) 및 직물(14)을 통해 연장되고 웹(12)의 섬유에 결합된 부분(17b)을 포함한다. 완성 용품의 저마찰 배면(17a)은 돌출부 또는 함몰부가 없는 평면일 수 있다. 대안으로 표면(17a)는 용품이 특정 최종 사용에 적합하게 하기 위해 홈을 갖거나 직조 질감처리할 수 있다. 경우에 따라 표면(17a)에 표시를 할 수 있다.
중합체 층(16)은 웹(12) 및 직물(14)에 도포되는 코팅가능한 조성물로부터 형성된다. 코팅가능한 조성물은 액체 반응 성분 또는 본원에 서술된 바와 같이, 예를 들면, 열에 의해 충분히 유체화되고 경화되어 중합체 층(16)을 형성하는 열가소성 중합체 물질을 포함할 수 있다. 큐어링 등에 의해 현장에서 경화되고, 실온에서는 고체 상태를 유지하는 중합체들이 바람직하다. 조성물의 경화는 오븐 내 가열, 자외선에의 노출, 과산화물의 사용 등과 같은 공지된 방식으로 수행할 수 있다. 대안으로, 실온에서 고형화되는 열가소성 중합체를 또한 사용할 수 있다.
중합체 층은 꽤 넓은 경화도 범위를 가질 수 있다. 약 쇼어 50A 내지 약 쇼어 80D 범위 내 경도가 바람직하고 약 쇼어 90A 내지 약 쇼어 70D 범위 내가 더욱 바람직하다. 그러나, 경도값이 이러한 범위를 벗어나는 중합체 층을 갖는 용품이 특정 적용에 사용하기 적합할 수 있고 본 발명이 상기 경도 범위에 제한되는 것으로 해석되지 말아야 함이 이해될 것이다. 약 쇼어 90A 보다 부드러운 물질은 예를 들어 고정 압반의 사용을 요구하는 적용에서와 같은 특정 적용에서 과도한 마찰 및 열적 변성을 유발할 수 있다. 그러나 이들 부드러운 물질은 표면 처리 용품의 배면과 사용되는 구동 수단 사이에서 제한된 상대적 이동이 있는 백스탠드 상에서와 같이 고정 압반의 사용을 필요로하지 않는 벨트 적용에 사용할 수 있다. 약 쇼어 70D 보다 단단한 물질은 지나치게 뻣뻣할 수 있으며, 그 결과 일반적으로 무한 벨트 형성에 사용하는 것은 부적합할 수 있다. 그러나, 이러한 용품은 예를 들면 몇몇 표면 마무리 디스크 적용에 유용할 수 있다.
중합체 층의 두께는 바람직하게 약 0.175 ㎜ 내지 약 1.75 ㎜이고 보다 바람직하게는 약 0.250 ㎜ 내지 약 1.0 ㎜이다. 약 0.250 ㎜ 미만의 중합체 층은 일반적으로 구조적 보존성 및 내구성이 부족하다. 약 1.00 ㎜ 보다 두꺼운 층은 무한 벨트에 사용하기에는 바람직하지 못하게 뻣뻣할 수 있지만 디스크 또는 패드를 포함하는 적어도 몇몇 적용에는 적합할 수 있다. 일반적으로, 약 1.75 ㎜ 보다 두꺼운 두께는 대부분의 적용에 있어서 용품을 너무 뻣뻣하게 할 것이다.
층(16)을 제조하기 위해 중합체를 선택할 때, 고려해야할 것은 완성 용품의 최종 용도로, 요구되는 용품의 가요성 및 작업 부품의 표면에 대해 순응성에 맞아야 한다. 무한 벨트의 형성에서 추가로 고려해야 할 것은 예를 들어 고정 압반을 적용함으로써 초래되는 상당한 열의 축적을 견디어 낼 수 있는 낮은 마찰 표면을 제공할 수 있는 중합체의 능력이다. 사용중에 발생되는 열을 견디어 낼 수 없게 제조된 용품은 단축된 유용 수명을 갖게 되고 안전상 위험할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 사용되는 중합체는 용융 압출된 중합체로 상용가능한 충진제, 안료, 강화 섬유, 항산화제, 윤활제 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기 적합한 용융 압출가능 중합체는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 아크릴산/부타디엔/스테렌 공중합체 등과 같은 열가작업 부품을 포함한다. 이오노머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드 에테르 등과 같은 열가소성 탄성 중합체는 앞서 서술한 코팅가능한 조성물 내 액체 반응물의 중합으로부터 형성될 수 있고 유용한 반응 중합체 시스템은 열 또는 복사 경화 우레탄, 폴리에스테르 및 에폭시 수지를 포함한다. 본 발명에 사용하기에 유용한 액체 반응 시스템의 예는 본원에 참조 문헌으로 병합된 미국 특허증 제 4,331,453호의 실시예 1에 기재된 이 성분 적층 접착제 조성물이다. 가장 바람직한 중합체는 뉴 저지주 파시패니의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상품명 Ultramid로 시판되는 것과 같은 나일론 6이다.
무한 벨트에서, 중합체는 ASTM 537-86에 기재된 방법에 따라 차등 주사 열량계(DSC)에 의해 측정하여 약 115℃ 보다 높은 융점을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 것은 특별히 높은 작업 부품 압력 하에 놓이게 되는 무한 벨트에 사용될 때, 약 150℃ 보다 높은 융점을 갖는 중합체이다. 115℃ 보다 낮은 융점을 갖는 물질은 특별히 압반이 고압으로 중합체에 대해 압착되는 벨트 적용에서 조기에 파손될 수 있다.
제조 방법
도 4를 살펴 보면, 본 발명에 따라 용품을 제조하는 바람직한 방법이 개략적으로 예시되어 있고 이제부터 서술하고자 한다. 부직 웹(122)을 포함하는 설비에 공급 롤(124)로부터 공급을 받는다. 부직물(122)은 사전에 본원에 서술된 바와 같이 니들 택킹되고, 코팅되고, 경화될 수 있다. 강화 직물(126)이 공급 롤러(128)로부터 한 쌍의 반대 방향 회전 닙 롤(130)(적층 롤) 및 (132)(주조 롤)에 공급되고 여기에서 부직 웹(122) 및 직물(126)이 결합되어 적층을 형성한다. 필름 다이(134)를 갖춘 압출 장치는 닙 내로 코팅가능한 조성물(136) 시이트를 적용하도록 위치되어 조성물을 스크림(126)의 최외층 표면에 도포한다.
직물(126), 코팅가능한 조성물(136) 및 부직 웹(122)의 연속 층은 롤(130)과 (132) 사이를 통과하며, 이들 롤이 앞서 언급한 층의 양면에 압력을 가함으로써 조성물을 성형시킨다. 이로써 코팅가능한 조성물은 스크림(126) 내 공극 또는 구멍을 통해 밀려 넣어지고 동시에 스크림(126)의 최외층 위를 매끄럽게 한다. 회전 롤(130)은 제거가능한 표면 슬리브(도시안됨)가 설치되어 있을 수 있고 또는 크롬 판금되거나 직물 질감처리될 수 있다. 롤(130) 및 (132) 모두는 조성물이 롤(130) 및 (132) 사이를 통과할 때 조성물(136)을 경화시키기에 충분한 온도로 물냉각시킨다. 조성물(136)이 나일론 6인 경우, 롤러의 온도는 전형적으로 약 16℃이다. 중합체 층에 직물 질감 처리 또는 무광 마무리가 요구되는 경우, 롤(132)이 직물 질감 처리 물질로 코팅되거나 적합한 슬리브가 설치되어 원하는 마무리를 제공한다.
이러한 방식으로, 경화되는 중합체 층에 의해 서로 결합되는 부직 웹(122) 및 스크림(126)을 포함하는 표면 마무리 물질의 연속 시이트(140)를 형성한다. 이렇게 형성된 중합체 층은 강화 직물과 같은 길이 만큼 연장된 매끈한 저마찰 표면 및 부직 웹(122) 내 섬유를 둘러싸는 분리된 결합 영역을 형성하는 직물 통해 연장된 부분을 포함한다. 롤(138)은 표면 마무리 물질의 연속 시이트(140)를 테이크 업 롤(142)로 안내하고 뒤이어 이로부터 물질(140)이 절단되어 디스크, 패드, 무한벨트 등을 형성할 수 있다.
앞서 서술한 방법은 수정될 수 있고 본 발명이 앞서 서술한 특정 단계에 제한되는 것으로 해석되어서는 안됨이 이해될 것이다. 연속 물질(140)은 닙 롤(130) 및 (132)로부터 절단 스테이션(도시안됨)으로 직접 공급되고 여기에서 시이트(140)는 완성 용품으로 절단될 수 있다. 필름 다이(134)가 부직 웹(122)과 스크림(126) 사이에 코팅가능한 조성물을 도포하도록 위치할 수 있음이 또한 기대된다. 이러한 실시 태양에서, 닙 롤(130) 및 (132)로부터의 압력은 용융된 중합체를 부직 웹(122)에 인접한 직물(126)의 측면을 통해 밀어넣기에 충분할 것이며, 먼저 조성물(136)로 부직 섬유를 코팅하고, 조성물을 직물 내 구멍을 통해 밀어 넣어 앞서 논의한 바와 같이 표면의 매끄럽고 연속적인 저마찰 노출 표면을 형성한다. 서술된 방법에 대한 다른 변형이 본 발명의 예상되는 범위 내에서 이루어질 수 있다.
표면 처리 용품 및 본원에 서술된 제조 방법의 발명 특징이 하기 실시예에서 추가로 입증된다. 모든 실시예는 본 발명의 실시 태양의 예로서 제시되는 것이며 어떤 방식으로도 제한하려는 것은 아니다.
상품명
특정 성분이 그들의 상품명으로 기재되어 있으므로 하기에 기재된 의미롤 갖는 것으로 이해되어야 할 것이다.
Ultramid는 뉴 저지주 파시패니의 바스프 코포레이션으로부터 구입가능한 나일론 6 중합체의 상품명이다.
Scotch-Brite는 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 구입가능한 일종의 부직물질의 상품명이다.
High Strength A-VFN는 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터의 상기 Scotch-Brite 상품명 하에 다양한 너비 및 길이로 입수가능한 알루미나 마모 입자(220 - 320 석질 당량)을 포함하는 스태플 기재 부직 물질을 의미한다. 이 물질은 페놀성 수지/알루미나 슬러리가 도포되고 경화된 폴리우레탄 결합제로 롤코팅된 13.5 데니어 나일론 섬유의 비니들 택킹 웹을 포함한다. 이 물질의 마무리 웹 중량은 약 774 g/㎡이다.
Clean and Finish는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수가능하고 전형적으로 폴리쉬 적용에 사용되는 Scotch-Brite 부직 웹에 대한 상품명이다. 본원에 사용된 Type T 웹은 폴리우레탄/탈크 조성물로 코팅되고 경화된 6 데니어 폴리에스테르 섬유의 니들 택킹된 웹이었다. 이 물질의 마무리 웹 중량은 약 523 g/㎡이다.
Hi-Pro는 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 구입가능한 연속 필라멘트 기재 부직물질에 대한 상품명이다. 이 불질은 나일론 섬유(10 mil 두께)의 비니들 택킹된 웹이다. 웹의 섬유는 우레탄 수지로 코팅되어 있고 마모 입자(알루미나)는 경화 전에 우레탄 상에 코팅된다. 마무리 웹 중량은 약 1423 g/㎡이다.
Adiprene BL-16은 코네티컷트주 미들베리의 유니로얄 케미칼 캄파니, 인크.(Uniroyal Chemical Company, Inc.)로부터의 블록킹된 다관능성 이소시아네이트 중합체에 대한 상품명이다.
MAG 280은 독일의 헤르메스 어브레시브 리밋티드(Hrmes Abrasives, Ltd.)로부터 구입가능한 마모 용품에 대한 상품명이다. 이 용품은 비교 검사의 대조군으로서 사용되었고 기판 천에 부착된 부직 웹을 포함한다. 알루미늄 옥사이드가 부직 웹에 부착되어 있다.
압출 조건
죤슨 플라스틱스 머쉬너리 캄파니(Johnson Plastics Machinery Company)로부터 제공되는 Johnson Spartan 모델 70 일축 압출기를 지시된 바와 같이 특정 실시예 내 중합체 층의 압출에 사용하였다. 압출기는 립 갭이 0.50 ㎜(0.020 인치)로 조정된 0.61 m(24 인치) 가요성 립 필름 다이가 설치된 6.35 ㎝(2.5 인치) 일축 압출기였다. 압출기는 배럴을 따라 5 개의 온도 제어 구역을 가졌고 배럴의 공급 구간으로부터 계수 구간으로 진행하면서 212, 240, 245, 250 및 255℃의 5 개 온도 구역을 제공하도록 조정되었다. 필름 다이는 또한 그의 너비를 가로질러 5 개의 온도 구역을 가졌고 그들 모두 동일하게 250℃ 온도를 제공하도록 조정되었다. 압출기는 21 회전수/분으로 작동되어 전류 드로우28 암페어를 초래하고 배럴 압력은 77.5 ㎏/㎠(1100 psi)였다.
실시예 1
연속 필라멘트 기제 마모제의 부직 웹(Hi-Pro; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니); 840 데니어 나일론 6의 16 × 16 평직 스크림 천(6 개 실 및 중량 약 149 g/㎡)로 이루어지는 강화 직물(사우쓰 캐롤라이나주 스파르탄버르그, 하이랜드 인더스트리즈) 및 나일론 6 중합체의 중합체 층(Ultramid, 바스프 코포레이션)을 포함하는 세 개의 구별되는 층을 갖는 표면 처리 용품을 제조하였다. 나일론 6 중합체를 265℃ 중합체 용융 온도를 제공하도록 조정된 일축 압출기로부터 가공되는 용융 필름으로서 도입되었다. 다이 립은 한 쌍의 반대로 회전하는 닙 롤로부터 5.1 ㎝(2 인치) 위에 위치하였다. 제 1 롤은 20.3 ㎝(8 인치) 직경 크롬 판금 주조 롤이었다. 제 2 롤(적층 롤)은 제 1 롤과 같은 직경을 가졌고 매끄러운 표면을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 코팅된 슬리브 롤 커버가 구비되었다(펜실베니아주 아본데일의 에드론 롤 커버링즈(Edlon Roll Coverings)로부터의 Edlon HST-2를 상품명으로 하여 입수 가능). 두 롤 모두 16℃의 표면 온도를 제공하기 위해 냉각 수를 순환시킴으로써 물냉각시켰다. 코팅가능한 조성물은 용융된 중합체 필름이었고 이는 닙의 바로 앞 부직 웹 맞은 스크림의 배면에 도포되어 약 504 g/㎡의 중합체 필름 코팅 중량 및 약 0.51 ㎜ 두께의 용융 층을 제공하였다. 롤은 분당 1.3 m의 표면 속도에서 작업하였다. 세 개의 층을 두 개의 롤 사이에서 약 5.98 ㎏/㎠(85 psi)의 압력으로 함께 압착하고 중합체를 냉각된 주조롤에 노출시켜 냉각시키고 경화시켜 처리 용품을 제공하였다.
실시예 2
용융 중합체 층이 약 0.89 ㎜ 두께를 갖는 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 표면 처리 용품을 제조하였다. 중합체의 증가된 두께는 크롬 판금된 주조롤의 속도를 1.3 m/분에서 0.65 m/분으로 늦추어 롤러 사이에 층을 압착시키기 전에 배면 스크림 상에 보다 두꺼운 용융층이 쌓이게 하였다. 실시예 1의 용품에서 강화 직물 및 중합체 층을 부분적으로 손으로 잡아떼었으며, 이는 이 용품에서 보다 얇은 중합체 층이 부적합한 결합을 제공하는 것을 나타낸다. 그러나 보다 두꺼운 중합체 층을 갖는 실시예 2의 용품은 잡아떼어질 수 없으며, 따라서, 표면 마무리 용도에 사용가능한 것으로 고려된다.
실시예 3
부직 웹(Scotch-Brite 고강도 A-VFN, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니) 및 16 × 16 나일론 스크림(실시예 1과 동일)으로 이루어지는 강화 직물을 포함하는 표면 처리 용품을 제조하였다. 두 개의 층을 서로 쌓고 나일론 6의 층(Ultramid, 바스프 코포레이션)을 실시예 1에서와 같이 압출에 의해 스택의 스크림 쪽에 도포하였다. 압출기를 조정하여 중합체 용융 온도가 260℃이게 하였다. 크롬 판금된 주조 롤을 1.2 m/분의 표면 속도로 회전시켜 용융된 중합체 층이 약 0.55 ㎜ 두께로 스크림 상에 퇴적되게 하였다. 0.11 내지 0.32 ㎏/㎠(1.6 내지 4.6 psi)의 두 개의 닙 롤러 사이에 세 개의 층을 통과시킴으로써 고형화했다. 결과된 표면 처리 용품을 육안으로 검사하고 층을 손으로 탈적층을 시도하였다. 용품을 잘 결합됨, 유연함 및 매끄러운 평탄한 중합체 표면을 가짐으로 판정하였다.
실시예 4
크롬 판금된 주조 롤을 직물 질감 처리된 롤(코네티컷트주 워터베리의 플라스마 코팅스, 인크.(Plasma Coatings, Inc.)로부터 구입가능한 플라스마 코팅 #915, 0.006 인치 두께, 225 ± 50 rms, 경도 58 Rc)로 대체하여 무광 마무리 처리된 외부 중합체 층 표면을 생성하는 것을 제외하고는 실시예 3의 절차를 따라 다른 표면 처리 용품을 제조하였다. 완성 용품을 관찰한 결과 잘 결합되었고 유연한 것을 확인하였다.
실시예 5
먼저 블록킹된 다관능성 이소시아네이트 중합체(Adiprene BL-16, 유니로얄 케미칼 캄파니 인크.) 72.2 g을 2-에톡시에탄올 아세테이트(텍사스주 휴스톤, 아크로 케미칼(Arcro Chemical) Arcosol PM Acetate) 내 메틸렌 디아닐린(MDA)(독일 바스프 코포레이션으로부터 입수가능)의 35% 용액 31.2 g과 혼합하여 표면 처리 용품을 제조하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 0.08 ㎜(0.003 인치)를 페인트 솔을 사용하여 필름 위에 용액의 고른 코팅을 브러슁하여 이소프로판올 내 폴리(비닐알콜)의 3% 용액(Partall 제 10 호로 구입 가능, 미네소타주 세인트 폴 워럼 캐미칼 캄파니(Worum Chemical Co.)으로 코팅하였다. PVA 용액은 릴리이스제로서 작용하였다. 필름 상의 용액을 주변 조건에서 밤새 건조시켰다. 폴리이소시아네이트/폴리아민 혼합물의 대략 반을 코팅된 필름 상에 붓고 그 표면 위에 분포시켰다. 16 × 16 나일론 6의 절단 구간(6 스크림 천)을 손으로 중합체 믹스 내로 압축시켰다. 중합체 믹스는 약간의 힘을 가하면 스크림 내 구멍을 통해 쉽게 압출되었다. 부직 웹 물질(Scotch-Brite 고강도 A-VFN, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니)의 절단 구간을 스크림에 도포하고 복합체 용품을 대류 오븐 내 121℃에서 45 분 동안 경화시켰다. 주변 조건에서 냉각시킨 후 복합체 용품을 PET 필름으로부터 제거하고 육안 검사에 의해 및 손으로 완성 용품의 층을 탈적층을 시도하여 관찰하였다. 중합체 층은 용품 내 모든 층에 성공적으로 결합되었고 용품은 유용한 표면 처리 용품으로 판정되었다.
실시예 6
스크림 천의 두 개 층이 부직층을 첨가하기 전 중합체 필름 상에 놓이는 것을 제외하고는 실시예 5에서와 같이 다른 용품을 제조하였다. 결과된 용품은 잘 결합되었고 표면 마무리 용도에 적합한 것으로 판정되었다.
실시예 7
두 부분 불포화 폴리에스테르 주조 수지를 폴리이소시아네이트/폴리아민 혼합물 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 5에 따라 다른 용품을 제조하였다. 중합체 수지는 캘리포니아 필드 랜딩의 이티아이(ETI)로부터 상품명 Castin Craft Clear Liquid Casting Resin and Catalyst으로 구입하였다. 중합체를 주변 조건에서 경화시켰다. 결과된 용품을 관찰한 결과는 잘 결합되고 표면 마무리 용도에 적합한 것으로 나타났다.
대조 실시예 1
스트레치 내성 강화 직조 물질을 생략하는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 같이 표면 처리 용품을 제조하였다. 결과된 용품을 하기 비교 검사에서 대조군으로 사용하였다.
파열 검사
실시예 3의 발명 용품 및 대조 실시예 A에 대한 비교 검사를 수행하였다. 6.35 × 27.9 ㎝(2.5 × 11 인치) 검사 견본을 상기 실시예들의 용품으로부터 절단하였다. 그리고나서 ASTM 검사 방법 D-1424에 기재된 바와 같이 6400 g 진자를 사용하여 규격 엘멘도르프 파열 검사에 따라 견본들의 파열 강도를 검사하였다. 데이터가 표 1에 기재되어 있다.
표면 마무리 제품 검사 강도(g중)
대조군 A (횡방향) 64001
대조군 A (기계 방향) 6400
실시예 3 (횡방향) 파열되지 않음
실시예 3 (기계 방향) 파열되지 않음
1. 샘플이 검사 장치의 한계 이상의 힘에서 파단됨을 나타냄.
상기 데이터는 본 발명의 샘플이 대조군 보다 파열 저항성이 더 큰 것을 나타내며, 따라서 유연한 저마찰 표면 및 직물을 통해 연장되고 웹의 섬유를 둘러싼 부분을 포함하는 중합체 층과 함께 다공성 강화 직물을 포함함으로써 본 발명의 용품에 부가의 강도가 주어졌음을 나타낸다.
연신 검사
실시예 3의 발명 용품 및 대조군 실시예의 비교를 위해 연신 검사를 수행하였다. 각각 크기가 대략 2.5 × 17.8 ㎝(1 × 7 인치)인 두 개의 검사 견본을 실시예에 대해 하나 및 대조군 A에 대해 하나씩 준비하였다. 각 견본을 신테크 인장 검사기(미네소타주 미네아폴리스 MTS System으로부터 입수가능)에 장착하였다. 초기 게이지는 12.7 ㎝(5 인치)였고 90.7 ㎏(200 파운드) 실물크기 하중 셀을 사용하였다. 크로스헤드 속도는 분 당 1 인치로 분리되도록 조정하였다. 견본을 하중이 45.4 ㎏(100 파운드)가 될 때 까지 잡아당겼다. 절대 신장률 및 상대 신장률 모두를 측정하고 이 측정 결과를 표 2에 기재하였다.
견본 45.4 ㎏(㎝) 45.4 ㎏에서 연신율%
대조군 A 4.11 321
실시예 3 1.52 12
1. 견본이 38.6 ㎏(85 파운드)의 하중에서 파단됨.
표 2의 결과는 본 발명의 용품에 의해 저연신 값이 얻어짐을 입증한다. 대조군 용품은 겨우 38.6 ㎏(85 파운드)의 하중에서 파단되기 전에 상당한 신장율 및 연신율을 경험하였다. 실시예 3의 발명의 용품은 보다 낮은 신장율 및 연신율을 보였고 파단 없이 45.4 ㎏(100 파운드)의 하중을 쉽게 견딜 수 있었다.
마찰 검사
실시예 3 및 4의 발명 용품 및 대조군(MAG 280, 독일 헤르메스 어브레시브 리밋티드로부터 입수가능)에 대한 정지 마찰 및 운동 마찰의 게수를 결정하였다. 대조군(이후 대조군 실시예 B로 칭함)은 알루미늄 옥사이드 마모제로 코팅되고 지지천에 부착된 합성 웹을 포함하였다. 크기가 11.4 × 11.4 ㎝(4.5 × 4.5 인치)인 견본을 실시예 3 및 4의 용품 및 대조군 실시예 B로부터 절단하였다. 검사 방법 ASTM 1894-90, 플라스틱 필름 및 시이팅의 마찰의 정지 및 운동 계수를 따라 수행하였다. 비교 데이터가 표 3에 기재되어 있다.
견본 마찰 계수 (정지) 마찰 계수 (운동)
실시예 3 0.180 0.094
실시예 4 0.271 0.226
대조군 B 0.495 0.402
표 3의 결과는 지지 중합체가 부족한 대조군에 비해 본 발명의 용품에 대한 마찰 계수가 바람직하게 낮음을 나타낸다. 실시예 4의 용품은 실시예 3의 용품 보다 약간 높은 검사값을 제공하였고, 실시예 4의 것과 같은 중합체 층 상의 무광 마무리가 압반의 사용을 요하는 벨트 적용에서 보다 큰 마찰을 경험함을 예시한다. 그러나 실시예 4의 마찰 계수는 대조군 B 보다 여전히 낮아 허용가능하다.
실시예 8
두께가 약 9 ㎜(0.35 인치)인 부직 웹(Scotch-Brite Clean and Finish 롤, 유형 T, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니) 및 16 × 16 나일론 스크림(실시예 1에서와 동일)으로 이루어진 강화 직물을 포함하는 표면 처리 용품을 제조하였다. 두 개의 층을 서로 포개고 나일론 6(Ultramid, 바스프 코포레이션) 층을 실시예 1에서와 같이 압출에 의해 포개진 층의 스크림면에 도포하였다. 압출기는 중합체 용융 온도가 260℃이도록 조정하였다. 주조롤의 표면 속도를 1.2 m/분으로 조정하여 약 0.55 ㎜ 두께의 용융 중합체 층을 형성하였다. 0.11 내지 0.32 ㎏/㎠(1.6 내지 4.6 psi)의 압력을 가하는 반대 방향으로 회전하는 닙 롤 사이에 세 개 층을 통과시켜 고형화시켰다. 크롬 판금된 주조를을 직물 질감의 롤(코네티컷트주 워터베리의 플라스마 코팅스, 인크.(Plasma Coatings, Inc.)로부터 구입가능한 플라스마 코팅 #915, 0.006 인치 두께, 225 ± 50 rms, 경도 58 Rc)로 대체하여 중합체 층에 무광 마무리를 제공하였다. 결과된 복합체 용품은 잘 결합되고 유연하였다. 용품을 크기가 12.7 ㎝ × 6.55 m(5 인치 × 258 인치)인 스트립으로 절단하고 종래의 버트 스플라이싱(butt splicing)에 의해 무한 벨트로 제조하였다.
실시예 8의 벨트를 연마 적용에서 구입가능한 부직 표면 마무리 벨트 용품(Scotch-Brite 표면 콘디셔닝 FB 벨트, 유형 T, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링으로부터 입수가능, 이후 대조군 실시예 C로 칭함)에 대해 비교 검사하였다. 대조군 C는지지 스크림 내로 니들 택킹된 부직웹을 포함하였다. 웹의 섬유는 비마모 폴리우레탄 코팅으로 코팅되었다. 나일론 6 층으로 스크림의 배면을 코팅하고 스크림을 통해 돌출된 니들링된 섬유를 둘러쌌다. 중합체는 압반의 적용을 위한 매끄러운 표면을 제공하였다. 실시예 8의 벨트를 구동 및 구동된 접착 휠, 지지 테이블 및 벨트를 작업 부품에 대해 밀어넣는데 사용되는 손압반을 갖는 스트록 샌더 상에 장착하였다. 규격 연마 화합물을 벨트의 작업면에 도포하고 압반을 사용하여 회전하는 벨트를 약 2 분의 기간 동아 락커 보호막으로 마무리된 목재 피아노 캐비넷 상의 표면에 대해 밀었다. 그리고나서 처리된 나무를 긁힘이 있는지 조사하였다. 대조군 C도 마찬가지로 검사하였다.
상기 벨트로 연마된 표면의 육안 검사 및 비교는 니들 택킹된 대조군 C로 처리된 표면에 깊은 긁힘을 보였다. 그러나 실시예 8의 벨트는 락커 내 눈에 띠는 긁힘이 없는 마무리 표면을 제공하였다.
이제껏 본 발명의 바람직한 실시 양태를 논의하였고 다소 상세하게 서술하였다. 당업자는 기재된 실시 태양에 대한 변화 및 수정이 하기 청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 주 표면을 가지며, 섬유들이 그들의 상호 접촉점에서 서로 결합되어 있는 3차원 섬유 부직 웹;
    제 1 주 표면 및 제 2 주 표면을 갖고 제 1 주 표면이 상기 부직 웹의 한 주 표면 상에 그를 따라 배치된 스트레치 내성 다공성 강화 직물; 및
    상기 직물의 제 2 주 표면 위에 그와 같은 길이로 코팅된 가요성 중합체를 포함하고 저마찰 노출 표면 및 상기 웹의 하나의 주 표면을 따라 섬유를 둘러싸는 강화 직물을 통해 연장된 부분을 갖는 층을 특징으로 하는 표면 처리 용품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 웹의 섬유가 그들의 상호 접촉점에서 페놀성 수지, 펜던트 α, β-불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌성 불포화 수지, 아크릴레이트화 이소시아누레이트 수지, 우레탄-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴레이트화 우레탄 수지, 아크릴레이트화 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지, 불소 개질 에폭시 수지 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수지상 열경화성 접착제를 포함하는 접착제 결합제로 서로 결합되어 있는 표면 처리 용품.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 결합제가 알루미늄 옥사이드, 실리콘 카바이드, 알루미나 지르코니아, 다이아몬드, 세리아, 입방 붕소 니트라이드, 가넷 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 연마 입자를 추가로 포함하는 표면 처리 용품.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 직물이 직조물, 열결합 직물, 편직물 및 스티치 본디드 직물로 이루어진 군으로부터 선택되고 직물이 약 0.10 ㎟의 구멍을 다수 포함하는 표면 처리 용품.
  5. 제 4 항에 있어서, 직조 물질이 나일론 6, 6사를 포함하고 인치당 16 개 경사 및 16 개 위사를 가지며, 상기 사가 약 840 데니어이고, 상기 직물이 약 149 g/㎡의 중량을 갖는 표면 처리 용품.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체가 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 아크릴산/부타디엔/스티렌 공중합체, 이오노머, 폴리우레탄, 폴리아미드 에테르 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용융 압출 열가소성 중합체가 약 쇼어 50A 내지 약 쇼어 80D의 경도를 갖고 두께가 약 0.175 ㎜ 내지 약 1.75 ㎜인 표면 처리 용품.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체가 폴리우레탄, 폴리에스테르, 에폭시 수지 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 경화 수지인 표면 처리 용품.
  8. 3차원 섬유 부직 웹의 한 주 표면에 인접하게 제 1 및 제 2 주 표면을 갖는 다공성 스트레치 내성 강화 직물을 위치시켜 상기 직물의 제 1 주 표면이 실질적으로 상기 웹의 한 주 표면을 덮도록 하고;
    코팅가능한 조성물을 그 조성물의 일부가 상기 직물을 통해 연장되어 직물의 제 1 주 표면에 인접한 상기 웹의 한 주 표면을 따라 섬유와 접촉하고 그를 둘러싸게 하는 동시에 상기 직물의 제 2 주 표면과 같은 길이로 연장되고 그 위에 노출된 표면을 갖는 코팅을 형성하도록 도포하고;
    상기 코팅가능한 조성물을 경화시켜 표면 처리 용품을 제공하는 것을 특징으로 하는 상기 표면 처리 용품의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 도포 단계가 상기 조성물을 직물의 제 2 주 표면 상에 위치시키고, 조성물의 일부가 직물을 통과하여 상기 웹의 한 주 표면을 따라 섬유를 둘러싸도록 밀어 넣는 동시에 상기 직물의 제 2 주 표면 위의 나머지 조성물을 매끄럽게하여 노출 표면을 형성하는 것을 추가로 포함하고, 밀어넣고 매끄럽게 도포하는 것이 상기 웹, 직물 및 조성물을 연속 층으로 정렬하고 이 층들을 반대 방향으로 회전하는 롤들(이들 롤 중 하나 이상이 나머지 조성물을 매끄럽게하는 구조의 표면을 가짐)의 사이로 통과시켜, 상기 롤들이 상기 조성물을 직물을 통해 밀어넣게 함으로써 성취되는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 도포 단계가 조성물을 상기 직물의 제 1 주 표면과 웹의 한 주 표면 사이에 위치시켜 웹의 한 주 표면을 따라 섬유를 둘러싸는 동시에 상기 조성물의 일부를 상기 직물을 통과하여 웹의 제 2 주 표면에 대해 밀어 넣고 제 2 주 표면 위에서 조성물을 매끄럽게 하여 노출 표면을 형성하는 것을 포함하고, 상기 밀어넣고 매끄럽게 하는 것이 상기 웹, 직물 및 조성물을 연속 층으로 정렬하고 이 층들을 반대 방향으로 회전하는 롤들(이들 롤 중 하나 이상이 나머지 조성물을 매끄럽게하는 구조의 표면을 가짐)의 사이로 통과시켜, 상기 롤들이 상기 층에 압력을 가하여 조성물을 상기 직물을 통해 밀어넣고 제 2 주 표면 위의 나머지 조성물을 매끄럽게함으로써 성취되는 방법.
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