KR20010024600A - 연마 제품용 백업 패드 및 그 사용 방법 - Google Patents

연마 제품용 백업 패드 및 그 사용 방법 Download PDF

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KR20010024600A
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뤼데크아더피.
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 연마 시트와 결합하여 이를 지지하기 위한 백업 패드에 관한 것으로, 상기 백업 패드는 상대적인 회전을 방지하고 공구를 사용하지 않고도 장착 샤프트에 백업 패드를 용이하게 탈착하도록 구동축에 견고하게 장착된다. 백업 패드는 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 몸체와, 연마 제품을 해제가능하게 결합하기 위해 전방 표면상에 제공되는 해제가능한 결합 수단과, 상기 후방 표면에 제공되는 장착 보스를 구비한다. 장착 보스는 몸체로부터 멀어지는 방향의 제1 단부와 보스의 제1 단부 내의 개구를 구비하고, 상기 개구는 몸체에 통상 수직한 내부 표면에 의해 형성되고 비원형 단면을 한정한다. 개구는 이에 장착된 구동축을 해제가능하게 결합하기 위한 O-링과 같은 탄성 수단을 수비한다. 이러한 백업 패드를 사용하는 방법이 또한 개시된다.

Description

연마 제품용 백업 패드 및 그 사용 방법{BACKUP PAD FOR ABRASIVE ARTICLES, AND METHOD OF USE}
원형 디스크와 같은 임의의 형상으로 변환될 수도 있는 연마 시트와 같은 연마 제품을 지지하도록 백업 패드를 사용하는 것은 오랜동안 공지되었다. 백업 패드는 수동 작동용 파지형(hand-held) 패드 또는 회전식 또는 궤도식 샌더(sander)와 같은 전동 공구와 함께 사용하기 위한 백업 패드일 수도 있다.
백업 패드가 회전형 전동 공구 상에 사용될 때, 백업 패드와 전동 공구 구동축 사이의 상대적인 회전을 방지하도록 백업 패드를 회전 공구에 고정식으로 장착하는 것이 필요하다. 전형적으로, 백업 패드는 전동 공구 상의 구동축에 볼트 결합 또는 나사 결합된다(미국 특허 제3,562,968호 참조). 백업 패드를 회전 공구의 구동축에 고정하기 위한 장치가 또한 사용되었다(미국 특허 제3,270,467호 참조).
그러나, 백업 패드와 구동축 사이의 상대 회전을 방지하도록 구동축에 고정되게 장착될 수 있고 추가 공구를 사용하지 않고 쉽게 해제될 수도 있는 백업 패드에 대한 필요가 존재하는 것을 알 수 있다.
본 발명은 일반적으로 연마 제품과 함께 사용하기 위한 백업 패드에 관한 것으로, 특히 신속 해제 기구(quick-release mechanism)를 갖는 백업 패드에 관한 것이다.
본 발명은 동일한 구조가 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 기호로 지시되는 첨부 도면을 참조하여 더 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 의한 백업 패드의 측면도이다.
도2는 도1의 백업 패드의 상부 평면도이다.
도3은 도2의 선 3-3을 따라 취한 백업 패드의 단면도이다.
도4는 도1의 백업 패드와 함께 사용하기에 적합한 장착 샤프트의 측면도이다.
도5는 도4의 장착 샤프트의 하부 평면도이다.
도6은 도5의 장착 샤프트의 선 6-6을 따라 취한 단면도이다.
도7은 백업 패드와 결합되는 장착 샤프트의 단면도이다.
본 발명의 일 태양은 연마 제품을 해제가능하게 결합하기 위한 백업 패드를 개시한다. 백업 패드는 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 몸체, 연마 제품을 해제가능하게 결합하기 위해 전방 표면 상에 제공되는 해제가능한 결합 수단 및 후방 표면 상에 제공되는 장착 보스를 포함한다. 장착 보스는 몸체로부터 멀어지는 방향의 제1 단부와 보스의 제1 단부 내의 개구를 구비한다. 개구는 몸체에 통상 수직한 내부 표면에 의해 형성되어 비원형 단면을 한정한다. 개구는 이에 장착된 구동축을 해제가능하게 결합하기 위해 탄성 수단을 구비한다. 개구의 내부 표면은 다각형 단면, 정다각형 단면 또는 육각형 단면일 수도 있다.
탄성 결합 수단은 내부 표면의 홈에 보유되는 탄성 링을 포함할 수도 있다. 탄성 링은, 예컨대 O-링 또는 스냅 링일 수도 있다.
해제가능한 결합 수단은 연마 제품 상의 접착 층과의 해제가능한 결합에 적합한 비닐 표면과, 연마 제품 상의 루프 재료와의 해제가능한 결합에 적합한 복수의 후킹 스템, 또는 연마 제품 상의 복수의 후킹 스템과의 해제가능한 결합에 적합한 루프 재료를 포함할 수도 있다.
본 발명은 장착 샤프트 상에 백업 패드를 해제가능하게 부착하기 위한 신속 해제 시스템을 제공한다. 이 시스템은 백업 패드와 장착 샤프트를 포함한다. 장착 샤프트는 제1 단부와 제2 단부를 포함한다. 제1 단부는 탄성 수단과의 결합을 위한 홈을 구비한다. 장착 샤프트는 보스의 개구 단면에 대응하는 단면을 한정하는 결합부를 또한 구비한다.
또한, 본 발명은 복수의 연마 제품으로 물체의 표면을 개량(refine)하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 a) 전동 공구 상에 해제가능하게 장착되는 제1 백업 패드 상에 지지되는 제1 연마 제품으로 표면을 개량하는 단계와, b) 전동 공구로부터 제1 백업 패드를 제거하는 단계와, c) 제2 연마 제품이 제2 백업 패드 상에 지지된 상태로 전동 공구 상에 상기 제2 백업 패드를 장착하는 단계와, d) 제2 백업 패드와 제2 연마 제품으로 표면을 더 개량하는 단계를 포함한다. 제1 연마 제품은 제2 연마 제품과 다른 조성을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 백업 패드는 신속 해제 시스템에 의해 전동 공구에 장착된다.
도1은 본 발명에 의한 백업 패드(10)의 양호한 실시예의 측면도이다. 백업 패드(10)는 전방 표면(14)과 후방 표면(16)을 갖는 백킹 평판(backing plate, 12)을 구비한다. 보스(18)는 후방 평면(16)의 백킹 평판(12)으로부터 연장한다. 보스는 백킹 평판(12)으로부터 원거리에 위치한 제1 단부(20)와 백킹 평판(12)에 인접한 제2 단부(22)를 구비한다. 보스(18)는 바람직하게는 백킹 평판(12)과 일체형이다. 선택적으로, 보스(18)와 백킹 평판(12)은 상호 접합되거나 부착된 2개의 부품일 수도 있다.
백업 패드(10)는 전방 표면(42)과 후방 표면(44)을 갖는 탄성 패드(40)를 또한 구비한다. 탄성 패드(40)는 후방 표면(44)에서 백킹 평판(12)의 전방 표면(14)에 부착된다. 백업 패드는 탄성 패드의 전방 표면(42)에 부착된 결합 요소(50)를 또한 구비한다. 결합 요소(50)는 연마 제품과 해제가능한 결합을 위한 전방 표면과, 탄성 패드의 전방 표면에 부착되는 후방 표면(54)을 구비한다.
도2 및 도3에서 잘 도시되는 바와 같이, 보스(18)는 제1 단부(20)에 개구(24)를 구비한다. 보스 개구(24)는 구동축(70) 상에 장착하도록 형상화되고, 이는 이후에 상세히 기술될 것이다. 양호하게 도시된 실시예에 있어서, 개구(24)는 모서리(28)에서 연결되는 평탄 벽(26)들을 구비한다. 양호한 실시예에 있어서, 이 벽들은 보스(18)의 육각형 단면 개구(24)를 한정한다. 도3에 도시된 바와 같이, 이 개구는 O-링이 보유된 홈(30)을 또한 구비한다. 보스(18)의 재질에 따라, 홈(30)은 보스(18) 내부에 성형될 수도 있고 또는 기계 가공될 수 있다. 선택적으로, 리세스는 백킹 평판(12)의 전방 표면(14)으로 개방된 보스(18)의 개구(24)에 형성될 수도 있다. 그런 후, 환형 링(31)은 이 리세스에 어느 정도(partway) 가압 끼워 맞춰져 O-링(36)을 보유하도록 홈(30)을 형성할 수도 있다.
백업 패드(10)는 선택적으로 냉각제 또는 윤활제가 백업 패드를 통해 연마되거나 마감될 표면으로 유동하도록 형상화될 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, 탄성 패드(40)는 보스(18)의 개구(24)와 정렬되는 수로(46)를 구비하고, 결합 요소(50)는 상기 패드의 수로(46)와 정렬되는 수로(56)를 구비한다. 또한, 냉각수 흐름은 중심축으로부터 멀어지게 향하는 통로들을 통과하도록 경로가 형성될 수도 있다.
도4는 본원에 기술된 백업 패드와 함께 사용하기 위한 장착 샤프트(70)의 양호한 실시예의 측면도를 도시한다. 장착 샤프트(70)는 백업 패드(10)와 함께 사용되는 종래의 전동 공구의 구동축에 부착될 수 있는 개별 요소일 수도 있다. 선택적으로, 구동축(70)은 전동 공구의 고정 요소일 수도 있다. 장착 샤프트(70)는 백업 패드(10)의 보스(18)의 개구(24) 내로 끼워 맞춰지도록 형상화되는 제1 단부(72)를 구비한다. 샤프트(70)는 (도시되지 않은) 전동 공구의 구동축으로의 부착을 위한 제2 단부(74)를 또한 구비한다. 보스(18)의 개구(24) 내로 구동축(70)이 용이하게 결합하고 O-링과 용이하게 결합하도록 테이퍼진 부분(76)이 제1 단부(72)에 인접하게 위치한다. 테이퍼진 부분(76)에 인접하게 또한 이로부터 후방에 홈(80)의 하단부를 한정하는 평탄부(78)가 있다. 홈(80)의 후방에는 장착 샤프트(70) 상에서 평탄 벽(84)과 모서리(86)로 전이하는 테이퍼(82)가 있다. 벽(84)과 모서리(86)는 백업 패드 상에서 보스의 개구의 벽(26)과 모서리(28)와 밀착 끼워 맞춰지도록 형상화된다. 따라서, 벽(84)은 보스(18)의 개구(24) 단면에 대응하는 단면을 갖는 결합부를 한정한다. 홈(80)은 백업 패드(10)에서 O-링(36)과 스냅 결합되도록 형상화된다. 평탄 벽(84)의 후방에는 견부(88)가 있다. 생크(90)는 견부(88)로부터 후향으로 연장하여 장착 샤프트(70)의 제2 단부(74)에서 종결한다.
선택적으로, 벽(84)에 의해 한정되는 샤프트(70)의 결합부는 제1 단부(72) 근처에서 더 작게 되도록 테이퍼질 수도 있다. 백업 패드의 보스의 개구(24)는 이와 대응하여 테이퍼질 수도 있다. 이러한 배치 상태로써, 샤프트와 개구 사이의 결합은 백업 패드가 사용 중에 가압 상태에 있을 때 더욱 밀착되고, 샤프트 상의 백업 패드의 자기 중심 설정을 또한 제공한다.
도6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 장착 샤프트(70)는 전동 공구의 구동축과의 결합을 위한 나사 가공된 내부 직경 표면(92)을 구비한다. 장착 샤프트(70)는 장착 샤프트(70) 및 백업 패드의 개구를 통해 연마 가공되거나 폴리싱 가공될 표면 상으로 냉각제 및/또는 윤활제가 제공될 수 있게 하는 수로(94)를 선택적으로 구비할 수 있다.
도7은 구동축(70) 상에 장착된 백업 패드(10)를 도시한다. 구동축(70)과 보스(18)의 개구(24)는 작동 중에 백업 패드(10)와 장착 샤프트(70) 사이의 상대 회전을 최소화하도록 상호 밀착 결합되도록 형상화된다. 보스(18)와 장착 샤프트(70)의 재질 및 크기는 전동 공구와 함께 백업 패드(10)를 사용하는 중에 가해지는 토크를 견디도록 선택된다. 보스(18)의 양호한 재질로는 알루미늄 및 강과 같은 금속과 나일론과 같은 플라스틱이 포함된다. 장착 샤프트(70)의 양호한 재질로는 강 및 알루미늄과 같은 금속, 그래파이트(graphites) 및 플라스틱이 포함된다.
홈(80)은 O-링(36)과 홈(80) 사이의 스냅 끼워 맞춤을 극복하기에 충분한 힘으로 구동축으로부터 멀리 백업 패드(10)를 단순히 당기거나 밀어서 공구없이도 백업 패드가 구동축으로부터 용이하게 제거될 수 있으면서 장착 샤프트(70)로부터 백업 패드(10)가 우발적으로 해제되는 것을 방지하도록 O-링(36)과 결합된다. 구동축(70)의 견부(88)와 홈(18) 사이의 거리는 홈(80)이 O-링(36)과 결합될 때 백업 패드 상의 보스(80)의 제1 단부(20)가 구동축(70) 상의 견부(88)와 결합하도록 선택될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 구동축(70) 상의 테이퍼진 부분(76)은 장착 샤프트의 O-링과의 결합을 용이하게 하고 구동축(70)이 보스(18)의 개구 내로 삽입됨에 따라 O-링을 팽창시키는 것을 알 수 있다. 그런 후, 탄성 O-링(36)은 작은 직경으로 다시 회복되어 장착 샤프트(70)의 홈과 결합한다. O-링(36)은 스냅식 링, C형 클립 등과 같은 샤프트(70) 상의 홈(80)과 해제가능하게 결합할 수 있는 임의의 탄성 부재로 대신할 수도 있다. 이는 탄성 부재가 현저한 영구 변형없이도 탄성적으로 팽창한 후, 샤프트의 홈으로 수축하게 하도록 선택되는 금속, 고무, 비닐 또는 합성물과 같은 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 탄성 부재가 홈에 보유되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 홈의 외부 벽은 사용 중에 탄성 부재의 팽창을 제한한다. 이는 사용 중에 유발되는 영구적인 신장량 또는 팽창량을 제한함으로써 탄성 부재의 수명을 연장시킬 것이다.
보스(18)의 개구(24)에 대한 구동축(70) 상의 벽의 치수는 장착 샤프트(70)로부터 백업 패드를 용이하게 탈착가능하게 하면서 사용 중에 백업 패드와 구동축 사이의 상대 회전을 최소화하도록 선택되야 한다. 육각형 이외의 장착 샤프트(70) 및 개구(24)의 단면 형상의 배치가 선택될 수도 있다. 양호한 배치로는 임의의 다각형 단면 형상이 있다. 예컨대, 3, 4 또는 7 또는 그 이상의 벽들이 장착 샤프트(70) 상에 및 보스(18)의 개구(24)에 사용될 수도 있다. 바람직하게는, 백업 패드(10)를 장착 샤프트(70)에 대한 임의의 각도 배향으로 식별할 필요를 감소시키도록 모든 벽의 크기가 동일한 정다각형이 사용된다. 그러나, 필요하다면 정다각형이 아닌 비대칭의 배치가 사용될 수도 있다. 또한, 백업 패드가 구동축에 대해 회전하지 않는 배치를 제공하도록 원형을 제외한 임의의 비다각형 배치가 샤프트 및 개구 단면 형상에 사용될 수도 있다. 따라서, 필요로 하는 것은 개구(24)와 장착 샤프트(70)의 대응 부분이 비원통형인 것이고, 이에 의해 백업 패드와 샤프트 사이의 상대 회전을 방지하도록 끼워질 수 있다.
다른 선택적인 배치 또한 본 발명의 범위 내이다. 예컨대, O-링(36)이 백업 패드 상의 보스(18)의 개구(24)에 위치하는 것으로 도시되지만, O-링(36)은 장착 샤프트(70) 상의 홈(80)에 대신 위치할 수도 있다. 또한, 장착 시스템의 구성 요소는 바뀔수도 있다. 즉, 전동 공구 상의 장착 샤프트(70)는 백업 패드(10)의 부분일 수도 있는 부착 시스템의 수형 요소(male component)를 수용하도록 형상화된 개구(24)를 갖는 보스(18)를 구비한다.
패드(40)와 백킹 평판(12)은 본원에 도시된 바와 같은 2 부품 구성이라기 보다는 일체형 단일 요소일 수도 있다. 또한, 보스(18)는 평판(12)과 일체이고 단일할 일 수도 있고, 평판에 연결된 개별 부품일 수도 있다.
개별 요소로서의 본 탄성 패드(40)는 바람직하게 가요성 발포체, 예컨대 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에스테르-우레탄, 폴리에테르-우레탄 및 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, EPDM 중합체, 염화비닐수지(PVC), 폴리클로로프렌 또는 스틸렌/부타디엔 공중합체와 같은 인조 고무 또는 천연 고무와 같은 탄성 재료이다. 이 발포체는 개방형 또는 밀폐형 셀일 수 있다. 결합제, 강인화제, 경화제, 항산화제, 강화 재료 등과 같은 첨가제가 소정의 특성을 이루도록 발포체 형성에 첨가될 수 있다. 또한, 염료, 안료, 필러(filler), 정전기 방지제, 내화제(fire retardant) 및 스크림(scrim)이 발포체에 첨가될 수 있다.
특히 유용한 발포체로는 톨루엔 디이소시안산(TDI)/폴리에스테르 및 메틸렌 디페닐 디이소시안산(MDI)/폴리에스테르 발포체가 있다. 양호한 발포체는 폴리에스테르 폴리올 및 방향성 폴리이소시안산의 작용 제품으로 형성된 탄성의 개방형 셀 폴리우레탄 발포체이다. 전술된 발포체의 양호한 실시예에 있어서, 방향성 폴리이소시안산은 메틸렌 디페닐 디이소시안산(MDI)를 구비한다. 또한, 이 양호한 발포체의 세부 사항은 (케이퍼트의) WIPO 국제 특허 공개 번호 제 WO97/20662호에 개시된다.
본 발명의 백업 패드(10)를 형성하기 위한 방법은 소정의 결합 요소(50) 및 백킹 평판(12)이 위치되는 주형 내의 원래의 위치에서 탄성 패드(40)를 형성하는 것이다. 결합 요소(50) 및 백킹 평판(12)은 발포체가 주형에 주입되기 전에 또는 발포체가 주입되었지만 완전히 경화되기 전에 주형에 삽입될 수 있다. 선택적으로, 발포체는 경화될 수 있고 주형으로부터 제거될 수 있고, 이런 후에 소정의 결합 요소(50) 및 백킹 평판(12)은 탄성 패드(40)의 전방 표면(42) 및 후방 표면(44)에 부착된다. 결합 요소 및 백킹 평판 중의 하나를 주형 내에 구비하고, 그 결과 탄성 패드를 부착한다. 백업 패드 제조 방법에 유용한 종래의 발포 기구는 2가지 종류이다. 첫번째 형태는 요소들이 혼합하기 위해 홈을 생성하도록 작용하는 2개의 요소의 흐름을 혼합하도록 분배 헤드(dispensing head)의 기계적 혼합 장치에 의존하는 "저압형" 기계이다. 발포 기계의 제2 형태는 "고압형" 또는 충돌형 혼합 기계이다. 이러한 형태의 장치에 있어서, 혼합 작업은 2개의 높은 속도를 갖는 요소 흐름을 혼합 챔버 내에서 충돌시킴으로써 달성된다. 이러한 발포 기계를 사용하는 방법은 당업계에 공지된 바이다.
백업 패드(10)의 탄성 패드(40)를 형성하기 위한 대안의 방법에 있어서, 시트형의 미리 제조된 발포체는 변환될 수 있고, 즉 패드(40)의 소정의 최종 형상으로 절단될 수 있다. 그런 후, 연결 요소(50) 및 백킹 평판(12)은 패드(40) 상에 적층된다. 선택적으로, 결합 요소(50)는 적절한 접착제로 모서리의 정면 상에 적층되어 적층된 혼합품(발포체 및 결합 요소)은 소정의 형상으로 변환될 수 있다.
전형적으로, 백업 패드(10) 및 탄성 패드(40)의 경도 및 기타 물리적 특성은 소정의 연마 작업에 맞춰진다. 예컨대, 폴리싱 적용예에 있어서, 탄성 패드(40)용으로 보다 부드럽고 보다 가요성의 재료가 사용되는 것이 바람직할 수도 있다. 바꾸어 말하면, 보다 정밀 폴리싱 작업 적용예에 있어서, 경질 고무와 같은 보다 경질이고 단단한 재료를 사용하는 것이 통상 바람직하다. 백업 패드는 전동 공구와 함께 사용되도록 설계되기 때문에, 백업 패드 및 그 구성 요소는 소정의 회전 속도를 견딜 수 있는 재료로 제조되어야 한다. 보다 빠르고 느린 속도가 사용될 수도 있지만, 전동식 회전 공구의 통상의 속도는 5,000 내지 15,000rpm이다. 탄성 패드(40)는 플라스틱, 금속, 고무 등과 같은 기타 경질 재료로부터 선택적으로 선택될 수도 있다.
탄성 패드(40)의 전방 표면(42) 상의 결합 요소(50)는 연마 시트와 같은 연마 제품을 해제가능하게 결합하도록 구성된다. 결합 요소(50)용 부착 시스템의 양호한 실시예는 후크 및 루프 시스템 및 부착 시스템과 같은 기계적 체결 시스템을 구비한다.
연마 시트 상에서 루프 재료를 해제가능하게 결합하도록 결합 요소(50)로 사용하기 위한 후크의 예는 머쉬롬 후크(mushroom hook), J자 후크, 스토크(stalks), T자 후크를 구비한다. 후크 백킹형 연마제(hook-based abrasives)를 해제가능하게 결합하도록 본 발명에 이용하는 상업적으로 입수가능한 후크는 (일본 오사카 소재의) 가네보 벨터치 리미티드, (영국 멘체스터 소재의) 벨크로 인코포레이티드와 같은 제조사로부터 입수가능한 다양한 후크들을 구비한다. 결합 요소(50)로 사용하기 위한 후크의 기타 적절한 실시예의 일예는 미국 특허 제5,505,747호인 (체슬리등의) "연마 제품을 제조하기 위한 방법"에 개시된다.
후크 백킹형 연마제를 해제가능하게 결합시키도록 결합 요소(50)로 사용하기 위한 후크 결합 재료의 일예는 스티치형 루프, 브러쉬형 루프, 형성식 루프, 트리콧 루프 등으로 통상 공지된 루프 재료들을 구비한다. 본 발명에 유용하고 상업적으로 입수가능한 루프는 (일본 오사카 소재의) 가네보 벨터치 리미티드, (뉴질린드의 그린스보로 소재의) 길포드 밀즈 및 (영국 랭캐스터 소재의) 우디브스 리미티드와 같은 제조처로부터 입수가능한 다양한 루프들을 구비한다. 높은 내구성의 양호한 루프 시스템을 갖는 백업 패드는 (쉐필드 등의) 미국 특허 제5,692,949호에 개시된다. 후크 및 루프 부착 시스템에 있어서, 후크 요소 또는 루프 요소는 백업 패드 상에 있을 수 있다. 3M으로부터 "듀얼 로크"의 상표명으로 입수가능한 시스템과 같이 2개의 후크가 결합하는 상보 후크 재료 즉, 부착 시스템을 해제가능하게 결합시키도록 구성되는 후크는 본 발명의 백업 패드에 또한 사용될 수 있다.
결합 요소(50)로서 유용한 접착 시스템은 감압 접착제(pressure sensitive adhensives; PSA)를 포함한다. 전형적으로, 연마 시트는 연마 코팅에 대향되는 측면 상에 미리 코팅된 접착층을 가진다. 백업 패드는 연마 제품을 수용하기 위한 결합 요소(50)로서 비닐 또는 고무와 같은 원활한 표면을 구비한다. 연마 제품 상의 접착층은 백업 패드의 상보 결합 표면에 접착될 수 있다. 그런 후, 연마 제품은 원할 때 용이하게 제거될 수 있다. 연마 제품 및 백업 패드 상의 접착 및 비닐 요소의 배치는 바뀔 수도 있다. 하나의 양호한 PSA 부착 시스템은 3M으로부터 입수가능한 "스티킷"(stikit) 부착 시스템이다. 다른 접착성 부착 시스템은 "페더링 접착제"(feathering adhensives)로 통상 공지된 접착제의 사용을 구비한다. 이러한 시스템에서, 연마 제품은 초기에 접착제 즉, PSA를 전혀 가지지 않는다. 페더링 접착제는 백업 패드의 연마 제품 후방 또는 접착 패드의 표면 상에 도포(통상, 분무)된다. 그런 후, 연마 제품은 백업 패드에 해제가능하게 부착된다. 페더링 접착제 및 PSA에 사용되는 양호한 결합 요소(50)는 다른 표면들이 적합가능하지만 비닐, 고무 또는 금속과 같은 원활한 비다공질 표면이다. 소정의 페더링 적용예에 있어서, 조각 결합 표면이 양호하다. PSA 또는 페더링 접착제에 적합한 접착제의 일예는 라텍스 크레프, 송진(rosin), 아크릴 중합체 및 공중합체(즉, 폴리부틸아크릴레이트), 폴리아크릴레이트 에스테르, 비닐 에테르(즉, 폴리비닐 n-부틸 에테르), 비닐 아세테이트 접착제, 알카리 접착제, 고무 접착제(즉, 천연 고무, 합성 고무, 염화 고무) 및 그 혼합물을 구비한다. 하나의 양호한 감압 접착제는 이소옥틸아크릴레이트:아크릴 산 공중합체이다.
본 발명의 백업 패드에 부착하는 데에 유용한 연마 제품은 통상 대부분의 적용예에 대해 변형가능한 시트 또는 시트형의 형상일 것이지만 특별히 제한되지 않는다. 연마 제품의 적어도 하나의 주요면은 그 위에 연마 코팅을 가질 것이고 또는 연마 코팅, 즉 연마 알갱이는 아주 큰 비 직조 연마 제품에서와 같이 연마 제품의 두께를 걸쳐 연장할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 연마 제품은 코팅된 연마 제품, 조직화된 연마제(structured abrasives), 비직조형 연마제(non-woven abrasives), 슬러리 코팅된 연마 제품(slurry coated abrasive article), 버핑 패드(buffing pads) 및 폴리싱 패드(polishing pad)를 구비하지만 이로 제한되지는 않는다. 이러한 제품들은 연마 업계에 공지된 바이다.
본 발명의 백업 패드를 위한 양호한 사용은, 예컨대 텔레비젼 화면, CRT 스크린, 렌즈, 거울 등을 유리 폴리싱하기 위한 것이다.
만족하게 폴리싱된 표면을 얻기 위해서, 제1 연마 등급을 갖는 제1 연마 제품은 소재(workpiece)의 표면의 흠(nick) 또는 큰 스크래치를 제거하는 데에 사용된다. 제1 연마 제품 보다 작은 평균 입자 크기를 갖는 제2 연마 등급을 갖는 제2 연마 제품에 의한 폴리싱 작업은 그 다음이다. 이 제2 연마 제품은 제1 연마 제품에 의해 남겨진 소정의 스크래치를 제거한다. 2개 이상의 연마 제품 등급을 사용하도록 요구되는 폴리싱 작업 공정에서 종래의 백업 패드를 사용할 때, 백업 패드로부터 제1 연마 제품을 제거한 후, 제2 연마 제품을 부착하는 것이 통상 필요하다. 연마 제품의 반복된 제거와 재적용은 테어링(tearing), 크리징(creasing) 또는 쉘링(shelling)에 의해서와 같이 제품에 손상을 입힐 수 있어서 연마 제품의 사용 수명을 감소시키게 된다.
또한, 제1 연마 제품으로부터 자유로울 수도 있는 연마 제품은, 예컨대 수로에서 트랩될 수도 있어 제2 폴리싱 단계 중에 이동될 수 있다. 이러한 큰 연마 입자는 소재 표면에 허용될 수 없는 깊고 큰 스크래치를 제공하기 쉽다.
신속 해제 시스템을 갖는 백업 패드는 종래의 백업 패드의 다수의 단점을 극복하는 데에 매우 유용하다. 전체 백업 패드와 연마 제품 조립체를 제거함으로써, 소재 표면에 남겨진 큰 연마 입자를 제1 연마 제품로부터 가질 기회는 현저히 감소된다. 또한, 연마 제품을 제거하고 백업 패드에 연마 제품을 다시 적용할 필요성, 즉 연마 제품을 열화시킬 수 있는 가능성이 최소화된다.
본 발명의 백업 패드의 양호한 방법은 대체로 하나의 그라인더(grinder) 또는 전동 공구 및 하나의 패드 상에 제1 연마 제품과 다른 하나의 패드 상에 제2 연마 제품을 갖는 2개의 백업 패드를 가지게 될 것이다. 폴리싱 가공 공정 중에, 그 상에 제1 연마 제품을 갖는 백업 패드는 그라인더에 부착되어 소재를 폴리싱 가공할 것이다. 그 단계에서 허용가능한 마무리가 달성되면, 백업 패드는 그라인더로부터 제거되고 제2 연마 제품을 갖는 다른 백업 패드가 부착될 것이다. 그런 후, 소재 표면은 이 제2 연마 제품으로 폴리싱 가공될 것이다. 그 단계에 대한 허용가능한 마무리가 달성되면, 백업 패드는 제거되고 제3 폴리싱 단계가 수행되는 소재 또는 새로운 소재가 얻어질 수 있다. 다음으로 새로운 소재가 폴리싱 가공된다면, 그런 후 제1 백업 패드 및 연마 제품은 그라인더에 다시 부착되어 공정이 반복된다.
백업 패드는, 예컨대 궤적 샌더, 무작위 궤적 샌더, 회전식 샌더, 이중 작용 샌더, 진동 샌더 및 모서리 센더와 같은 전동 공구와 함께 사용하기에 바람직하게 구성된다. 백업 패드는 사용하기에 적합한 임의의 형상일 수 있다. 공지된 공구 제조업체는 블랙 앤 데커(Black ＆ Decker), 리오비(Ryobi), 포터 케이블(Porter Cable), 드발트(Dewalt), 스킬(Skill), 아로(Aro) 및 다이나브레이드(Dynabrade)가 있다. 백업 패드(10)를 위한 유용한 형상은 원형, 타원형, (정사각형을 포함한) 사각형, 육각형 등이다. 당업계에 공지된 바와 같이 백업 패드는 먼지, 파편 및 부스러기를 수집하고 폴리싱 접합면에 냉각제를 운송하기 위한 구멍과 채널을 선택적으로 가질 수도 있다. 백업 패드(10)는 통상 (가장 큰 치수를 가로질러 측정된) 직경이 약 2.5 내지 30cm 사이이고, 바람직하게는 약 7.5 내지 20cm이다. 테이퍼지거나 분할되는 백업 패드가 바람직할 수도 있는 소정의 예가 있을 수도 있지만, 백업 패드의 두께는 백업 패드로부터의 소정의 특성을 제공하도록 선택되고 패드에 걸쳐 통상 동일하다. 백업 패드는 0.5 내지 10cm 사이의 두께이고, 바람직하게는 약 0.9 내지 5cm의 두께이다. 주연 측벽 또는 에지는 테이퍼진 패드를 제공하도록 직각이거나 경사질 수 있다. 또한, 기술된 것보다 크거나 작은 백업 패드는 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명은 여러 실시예를 참조하여 기술되었다. 전술된 상세한 설명은 명확한 이해를 위해 제공된다. 어떠한 불필요한 제한도 없다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 실시예에 다수의 변형이 일어날 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 본원에 기술된 특정한 세부 사항 및 구성으로 제한되는 것이 아니라 청구 범위에 기술된 구성 및 이와 등가물에 의해서 제한되어야 한다.

Claims (15)

  1. 연마 제품을 해제가능하게 결합하기 위한 백업 패드에 있어서,
    전방 표면과 후방 표면을 포함하는 몸체와,
    연마 제품을 해제가능하게 결합하기 위해 상기 전방 표면 상에 제공되는 해제가능한 결합 수단과,
    상기 후방 표면 상에 제공되는 장착 보스를 포함하고,
    상기 장착 보스는 상기 몸체로부터 멀어지는 방향의 제1 단부와 상기 보스의 제1 단부 내의 개구를 구비하고, 상기 개구는 상기 몸체에 통상 수직한 내부 표면에 의해 형성되어 비원형 단면을 한정하고, 상기 개구는 그 내부에 장착되는 구동축을 해제가능하게 결합하기 위한 탄성 수단을 구비하는
    것을 특징으로 하는 백업 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 표면은 다각형 단면을 한정하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내부 표면은 정다각형 단면을 한정하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 내부 표면은 육각형 단면을 한정하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 결합 수단은 상기 내부 표면의 홈에 보유되는 탄성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 링은 O-링을 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  7. 제5항에 있어서, 상기 링은 스냅 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 해제가능한 결합 수단은 연마 제품 상의 접착층과의 해제가능한 결합에 적합한 비닐 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 해제가능한 결합 수단은 연마 제품 상의 루프 재료와의 해제가능한 결합에 적합한 복수의 후킹 스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 해제가능한 결합 수단은 연마 제품 상의 복수의 후킹 스템과의 해제가능한 결합에 적합한 루프 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보스의 개구는 상기 보스의 제1 단부에서 더 크도록 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 백업 패드.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 의한 백업 패드를 장착 샤프트 상에 해제가능하게 부착하기 위한 신속 해제 시스템에 있어서,
    제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 의한 백업 패드와,
    제1 단부와 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부가 탄성 수단과의 결합을 위한 홈을 구비하고, 보스의 개구 단면에 대응하는 단면을 한정하는 결합부를 구비하는 장착 샤프트를
    포함하는 것을 특징으로 하는 신속 해제 시스템.
  13. 복수의 연마 제품으로 물체의 표면을 개량하기 위한 방법에 있어서,
    a) 전동 공구 상에 해제가능하게 장착되는 제1 백업 패드 상에 지지되는 제1 연마 제품으로 표면을 개량하는 단계와,
    b) 상기 전동 공구로부터 상기 제1 백업 패드를 제거하는 단계와,
    c) 제2 연마 제품이 제2 백업 패드 상에 지지된 상태로 상기 전동 공구 상에 상기 제2 백업 패드를 장착하는 단계와,
    d) 상기 제2 백업 패드와 제2 연마 제품으로 표면을 더 개량하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 연마 제품은 상기 제2 연마 제품과 다른 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 및 제2 백업 패드가 신속 해제 시스템에 의해 상기 전동 공구에 장착되고,
    상기 신속 해제 수단은 백업 패드와 장착 샤프트를 포함하고,
    상기 백업 패드는 i) 전방 표면과 후방 표면을 포함하는 몸체와, ii) 연마제품을 해제가능하게 결합하기 위해 상기 전방 표면 상에 제공되는 해제가능한 결합 수단과, iii) 상기 후방 표면 상에 제공되는 장착 보스를 포함하고,
    상기 장착 보스는 상기 몸체로부터 멀어지는 방향의 제1 단부와 상기 보스의 제1 단부 내의 개구를 포함하고, 상기 개구는 상기 몸체와 통상 수직한 내부 표면에 의해 형성되어 비원형 단면을 한정하고, 상기 개구는 그 내부에 상기 장착 샤프트를 해제가능하게 보유하기 위한 탄성 수단을 구비하고,
    상기 장착 샤프트는 제1 단부와 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부는 상기 탄성 수단과의 결합을 위한 홈을 구비하고, 상기 장착 샤프트는 상기 보스의 개구 단면에 대응하는 단면을 한정하는 결합부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 방법.
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