KR20070039101A - 연마 제품 패키징 및 그 제조 방법 - Google Patents

연마 제품 패키징 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20070039101A
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조세프 에이. 슐러
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

동봉 부피를 한정하는 적어도 하나의 측벽과 둘러싸인 부피 내부에 적어도 하나의 코팅된 연마 입자를 포함하는, 가요성 포장을 갖는 연마 입자 포장에 대한 시스템이다. 측벽은 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.5 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 다층 차단 복합체를 포함한다.
연마 제품 패키징, 가요성 패키지, 다층 차단 복합체, 수증기 투과율, 배킹

Description

연마 제품 패키징 및 그 제조 방법{ABRASIVE ARTICLE PACKAGING AND METHOD OF MAKING SAME}
파이버 백 (fibre-backed) 디스크와 같은 연마 제품은 사실상 편평한 연마 표면으로 일반적으로 제조된다. 선적 및 저장 중에, 환경 조건의 변화는 연마 표면을 포함하는 연마제품이 변형되게 할 수 있다. 예를 들어, 습도 수준의 변화는 억제되지 않고 방치되는 경우, 몇몇 연마 제품에 뒤틀림이나 컬을 발생시키는 것으로 관찰된다. 몇몇 경우에는, 상기 변형이 사실상 영구적으로 되고, 연마 제품의 사용에 부정적인 영향을 주게 된다.
패키징 가격을 줄이고 환경 조건에의 노출을 감소시키는데 조력하도록 다양한 연마 제품들을 포장하는데 수축 포장이 사용된다. 수축 포장이 사용될 때, 패키징되는 연마 제품은 전형적으로 수축 포장에 동봉된다. 연마 제품들의 외형에 밀접하게 일치하는 기밀식 포장을 생성하기 위해 수축 포장이 연마 제품 주위에서 수축되게 하는 상승된 온도의 환경에 상기 동봉물은 있게 된다. 일련의 핀 홀(hole)과 같은 통기 구멍은 수축 과정 중에 동봉된 공기가 배출되는 것을 허용하도록 보통 수축 포장 내에 구비된다. 포장 이후에, 통기된 수축 포장은 공기 및 습도가 수축 포장을 통해 전달되는 것을 허용하며, 패키지된 연마 제품이 환경 변 동에 영향을 받는다.
본 발명은 연마 제품 패키징용 시스템을 제공한다. 하나의 관점에서, 본 발명은 동봉 부피를 한정하는 적어도 하나의 측벽을 구비한 가요성 패키지를 포함하는 연마 제품 패키징용 시스템을 제공한다. 상기 측벽은 동봉 부피에 근사한 내부면과, 내부면에 대향한 외부면과, 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.5 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 다층 차단 복합체를 포함한다. 적어도 하나의 코팅된 연마 제품은 동봉 부피 내에 위치된다. 상기 코팅된 연마 제품은 주면(major surface)을 갖는 배킹(backing)과, 주면의 적어도 일부에 근접한 연마 층을 포함한다. 상기 연마 층은 복수의 연마 제품과 적어도 하나의 바인더 레진으로 구성된다.
몇몇 실시예에서, 다층 차단 복합체는 알루미늄을 포함된다. 소정의 실시예에서, 다층 차단 복합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론 중의 적어도 하나를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.1 g 미만의 수증기 투과율을 갖는다. 다른 실시예에서, 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.01 g 미만의 수증기 투과율을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 연마 제품 패키징용 시스템은 복수의 연마 디스크를 포함한다. 연마 디스크는 셀룰로오스 섬유를 구비하는 배킹과 페놀 레진 및 연마 입자들을 구비하는 연마 층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 연마 제품 패키징용 시스템을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 패키징 시스템은 환경 조건이 변함으로서 발생되는 변형을 감소시키는 데에 효과적인 것으로 관측되었다.
도1은 본 발명의 예시적인 패키징 시스템에서의 복수의 연마 디스크의 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 복수의 연마 디스크(12)는 가요성 패키지(10) 내부에 있다. 상기 가요성 패키지(10)는 외부면(16), 내부면(18) 및 밀봉 부(20)를 구비한 측벽(14)을 포함한다. 측벽에는 재밀폐식 지퍼(24)가 부착된다. 또한, 도면은 가요성 패키지의 외부면(16)에 부착된 라벨(26)도 도시한다. 지퍼가 폐쇄되었을 때, 가요성 패키지(10)는 측벽(16)으로부터 형성되는 동봉 부피를 갖는다. 연마 디스크(12)는 가요성 패키지의 동봉 부피 내에 위치된다.
도면에 도시된 실시예에서, 연마 디스크(12)의 적층물은 수축 포장으로 포장된다. 상기 수축 포장은 연마 디스크 와 측벽(14)의 내부면(18) 사이에 보호층을 제공한다. 상기 보호층은 연마 디스크가 가요성 패키지의 측벽을 손상시키는 가능성을 줄인다. 또한, 상기 수축 포장은 변화하는 환경 조건으로부터 추가적인 보호를 제공한다.
본 발명의 패키징 시스템은 환경 조건으로부터, 예를 들어 코팅된 연마 제 품, 부직포 연마 제품 및 결합된 연마 제품들을 포함하는 다양한 연마 제품을 보호하기 위해 사용될 수 있다.
코팅된 연마 제품은 전형적으로 하나 이상의 층으로 배킹에 접합된 복수의 연마 입자들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 코팅된 연마 제품은 연마 입자와 경화식 바인더 재료로 구성되는 연마 층을 그 위에 갖는 가요성 배킹 재료를 포함한다. 코팅된 연마 제품은, 예를 들어 바인더 전구체의 제조 코팅을 배킹에 인가하고, 연마 입자들에 부착되기에 충분한 점착성을 갖는 제조 코팅에 연마 입자들을 인가한 후 연마 입자를 함유한 제조 코팅을 사이즈(size) 코팅으로 코팅함으로서 제조될 수 있다. 그 후에, 코팅된 연마 재료는 재료를 양호한 형상으로 커팅함으로서 다양한 연마 제품들로 변환된다. 코팅된 연마 제품은 연마 제품이 작업면 표면에 일치될 필요가 있는 곳에 종종 사용된다.
다양한 배킹 재료는 코팅된 연마 제품의 제조에 사용 가능하다. 배킹 재료의 선택은 전형적으로 제품의 의도된 사용을 기초로 하여 이루어진다. 적절한 배킹은 코팅된 연마 제품 코팅을 제조하기 위한 이 기술 분야에 공지된 것을 포함한다.
전형적으로, 배킹은 두 개의 대향 주면을 갖는다. 본 발명의 패키징 시스템을 사용하여 패키지 될 수 있는 연마 제품의 배킹의 두께는 일반적으로 약 0.02 내지 약 5 mm의 범위이다. 몇몇 코팅된 연마 제품에서, 배킹의 두께는 약 0.05 내지 약 2.5 mm의 범위이다. 다른 코팅된 연마 제품에서, 배킹의 두께는 약 0.1 내지 약 0.4 mm의 범위이다.
상기 배킹은 가요성 또는 강성일 수 있고, 코팅된 연마제의 제조에서 배킹으로서 종래에 사용되는 것을 포함하는 많은 수의 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 예로써 종이, 섬유, 필름, 폴리메릭 발포제, 벌크로나이즈드 섬유, 직포 및 부직포 및 이런 재료들의 두 개 이상의 조합들을 포함한다. 또한, 배킹은 두 가지 재료의 적층물이 될 수도 있다(예를 들어, 종이/필름, 천/종이, 필름/천).
예시적인 가요성 배킹은, 폴리올레핀 필름(예를 들어, 2축 배향의 폴리프로필렌, 폴리에스터 필름, 폴리아미드 필름, 셀룰로오스 에스터 필름을 포함하는 폴리프로필렌), 메탈 포일, 메쉬, 발포제(예를 들어, 내추럴 스폰지 재료 또는 폴리우레탄 발포제), 천(예를 들어, 폴리에스터, 나일론, 실크, 면, 및/또는 레이온을 포함하는 얌(yam) 또는 섬유로부터 얻는 천), 종이, 벌크나이즈드 종이, 벌크나이즈드 섬유, 부직포 재료 및 이들의 조합과 같은, 폴리메릭 필름[프라임 필름(primed film)을 포함]을 포함한다. 천 배킹은 직포 또는 스티치 본딩일 수 있다.
더 많은 강성 배킹의 예시는 금속 판, 세라믹 판 및 이와 비슷한 것들을 포함한다. 또한, 코팅된 연마 배킹은 폴리메릭 재료 내부에 강화된 섬유뿐 아니라, 두 개 이상의 적층된 배킹을 포함한다.
배킹은, 예를 들어 프리 사이즈, 백사이즈, 서브 사이즈, 및/또는 포화제와 같은 곳에 가해지는 하나 이상의 처리제를 갖는 취급된 배킹일 수 있다. 압력에 민감한 접착제는 배킹의 연마가 없는 부분에 적층될 수 있다. 마찬가지로, 발포제 기재가 배킹으로 적층될 수 있다. 또한, 기계적인 장착 시스템은 배킹으로 부착될 수 있다.
전형적으로, 코팅된 연마제 층의 제작은 전구체 제작층을 갖는(처리되거나 처리되지 않은) 배킹의 적어도 한 부분을 코팅함으로서 준비된다. 연마 입자들은 제1 바인더 전구체를 포함하는 전구체 제작 층으로(예를 들어 정전기 코팅) 적어도 부분적으로 끼워지고, 전구체 제작 층은 적어도 부분적으로 경화된다.
다음으로, 사이즈 레이어는 (제1 바인더 전구체와 동일하거나, 전혀 다른) 제2 바인더 전구체를 포함하는 사이즈 레이어 전구체를 갖는 연마 입자 및 제작 층의 적어도 한 부분을 코팅하는 것과 적어도 상기 사이즈 레이어를 경화시키는 것에 의해 준비된다. 몇몇 코팅된 연마 입자에서, 초대형은 적어도 사이즈 레이어의 한 부분에 가해진다. 이 경우, 초대형 층은 전형적으로 연삭기기 및/또는 부하 방지 재료를 포함한다.
유용한 제1 및 제2 바인더 전구체는 연마 분야에 널리 공지되어 있고, 예를 들어, 자유 래디컬 중합 가능한 모노머 및/또는 올리고머, 에폭시 레진, 페놀 레진, 멜라민-포름알데히드 레진, 아미노플라스트 레진, 시나이트 레진, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 패키징 시스템에 사용되는 패키지될 수 있는 연마 제품들에 대한 적절한 연마 입자들은 연마 제품에서 널리 사용되는 재료 또는 공지된 연마 제품일 수 있다. 코팅된 연마재의 유용한 연마 재료의 예로는, 예를 들어 퓨즈드 알루미늄 옥사이드, 열처리 된 알루미늄 옥사이드, 화이트 퓨즈드 알루미늄 옥사이드, 블랙 실리콘 카바이드, 그린 실리콘 카바이드, 티타늄 디보라이드, 보론 카바이드, 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드, 다이아몬드, 큐빅 보론 니트라이드, 가넷, 퓨즈드 알루미나 지로코니아, 솔 젤 연마 입자, 실리카, 아이언 옥사이드, 크로미아, 산화 세륨, 지르코니아, 티타니아, 실리케이트, (칼슘 카보네이트(예를 들어 쵸크, 방해석, 이회암, 트레버틴, 대리암 및 석회암), 칼슘 마그네슘 카보네이트, 나트륨 카보네이트, 마그네슘 카보네이트와 같은) 메탈 카보네이트, 실리카(예를 들어, 석영, 글래스 비즈, 글래스 버블 및 글래스 파이버), 실리 케이트(예를 들어, 활석, 점토, (몬모릴로나이트)장석, 마이카, 칼슘 실리케이트, 칼슘 메타실리케이트, 소듐 알로미노실리케이트, 소듐 실리케이트), 메탈 황산염(예를 들어, 칼슘 황산염, 바륨 황산염, 소듐 황산염, 알루미늄 소듐 황산염, 알루미늄 황산염), 석고, 알루미늄 트라이하이드레이트, 흑연, 메탈 옥사이드(예를 들어, 틴 옥사이드, 칼슘 옥사이드), 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드) 및 메탈 아황산염(예를 들어, 아황산 칼슘), 메탈 입자(예를 들어, 주석, 납, 구리), 열가소성 재료(예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에더리미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리술폰, 폴리스틸렌, 아크로니트릴-부타디엔-스틸렌 블록 코폴리머, 폴리프로필렌, 아세탈 폴리머, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 나일론)로부터 형성된 플라스틱 연마 입자, 크로스 링크된 폴리머(예를 들어, 페놀 레진, 아미노플라스트 레진, 우레탄 레진, 에폭시 레진, 멜라닌-포름알데히드, 아크릴 레진, 아크릴 이소사이아누레이트 레진, 우레-포름알데히드 레진, 이소사이아누레이트 레진, 아크릴 우레탄 레진, 아크릴 에폭시 레진)에서부터 형성된 플라스틱 연마 입자 및 이들의 조합을 포함한다. 또한, 연마 입자들은, 예를 들어 바인더 같은, 부가적인 구성 요소를 포함하는 복합체 또는 응집체가 될 수 있다. 특별한 연마 적용에 사용되는 연마 입자를 선택하는데 사용되는 표준은 전형적으로 연마 수명, 절단률, 기판 표면 마무리, 연삭 효율 및 제품 가격을 포함한다.
본 발명의 패키징 시스템 사용에 패키지 될 수 있는 코팅된 연마 제품의 다른 실시예에서, 연마 층은 바인더 전구체가 배킹의 주면으로 살포된 연마 입자를 포함하는 슬러리를 코팅하는 것과, 적어도 부분적으로 바인더 전구체를 경화하는 것에 의해 제작된다. 적합한 바인더 전구체 및 연마 입자는, 예를 들어 자유 래디컬 중합 가능한 모노머 및/또는 올리고머, 에폭시 레진, 페놀 레진, 멜라민-포름알데히드 레진, 아미노플라스트 레진, 시안산염 레진 또는 이들의 조합을 포함한다.
코팅된 연마제는 연마제 입자 표면 수정 첨가물, 커플링제, 가소제, 충진제, 확장제, 섬유, 정전기 방지제, 개시제, 부유제, 감광제, 윤활제, 습윤제, 계면 활성제, 착색제, 염료, 자외선 안정제 및 부유제와 같이 선택 가능한 첨가물들을 더 포함할 수 있다. 이런 재료들의 양은 요구되는 특성을 제공하기 위해 선택된다. 또한, 첨가물들은 블라인더로 통합되어서 응집체의 세공 또는 내부에 유지된 채로 별개의 코팅 또는 상기의 조합으로 공급된다.
코팅된 연마 제품은 예를 들어 벨트, 롤, 디스크(천공된 디스크를 포함하는) 및/또는 종이로 변환될 수 있다. 벨트에 적용될 경우, 연마용 종이의 두 개의 자유단은 잇댄 벨트를 형성하는 공지된 방법을 사용하도록 함께 결합될 수 있다.
금속 가공에서 유용하게 쓰이는 코팅된 연마제의 한 형태는 섬유 디스크이다. 섬유디스크는 경화 섬유 배킹으로 부착되는 연마 층을 갖고 자동차의 유지 및 수리에 자주 사용된다. 디스크는, 예를 들어 전자식 또는 에어 연삭기를 포함하는, 다양한 공구를 사용하는 데에 구성될 수 있다. 섬유 디스크는 전형적으로 도구에 부착되도록 중앙에 홀을 갖는다. 섬유디스크는 미네소타주 세인트 폴에 소재한 쓰리엠사로부터 입수 가능하고, 예를 들어 “쓰리엠 리갈리트 그라인딩 디스크 785 C(3M REGALITE GRINDING DISCS 785C)”,“쓰리엠 타입 씨 디스크 381 C(3M TYPE C DISCS 381C)" 및 “쓰리엠 타입 씨 파이버 디스크 281 C(3M TYPE C FIBRE DISC 281C)”를 포함하는 다양한 상표로 판매된다.
본 발명의 시스템으로 구성된 패키징에 적합한 예시로 든 섬유디스크는 셀룰로오스 섬유로 만든 내구성 있는 배킹을 포함한다. 내구성 있는 배킹은 연마 입자 및 페놀 레진 제작 코팅을 포함하는 연마층을 구비한 한 면에 코팅된다.
몇몇 실시예에서, 본 발명의 시스템으로 패키징에 적절한 섬유 디스크의 배킹은 적어도 제곱 미터당 약 200 g의 기본 무게를 갖는다. 다른 실시예에서, 섬유 디스크의 배킹은 적어도 제곱 미터당 약 500 g의 기본 무게를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 섬유 디스크의 배킹은 적어도 제곱 미터당 약 900g의 기본 무게를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 섬유 디스크의 배킹은 제곱 미터당 약 2000g의 기본 무게를 갖는다. 다른 실시예에서, 섬유 디스크의 배킹은 제곱 미터당 약 1500g 미만의 기본 무게를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 섬유 디스크의 배킹은 제곱 미터당 약 1300 g의 기본 무게를 갖는다.
디스크 형상에 부가하여, 코팅된 연마 제품들은 예를 들어 종이, 롤, 벨트, 플랫 디스크 및 플랫 휠을 포함하는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 코팅된 연마 종이는 미네소타주 세인츠 폴에 소재한 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수 가능하고, 예를 들어, "쓰리엠 블루 그릿 유틸리티 클로스 시트(3M BLUE GRIT UTILITY CLOTH SHEETS)", "쓰리엠 프로덕션 페이퍼 시트(3M PRODUCTION PAPER SHEETS)", "쓰리엠 트라이-엠-이트 프리-컷 페이퍼 시트(3M TRI-M-ITE FRE-CUT PAPER SHEETS)" 및“쓰리엠 웨토드라이 어브레시브 시트(3M WETORDRY ABRASIVE SHEETS)”를 포함하는 다양한 상표로 판매된다. 코팅된 연마 롤은 미네소타주 세인츠 폴에 소재한 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수 가능하고, 예를 들어, "쓰리엠 블루 그릿 유틸리티 클로스 롤(3M BLUE GRIT UTILITY CLOTH ROLLS)" 및“쓰리엠(등록상표) 쓰리-엠-이트 일렉-트로-컷 클로스 유틸리티 롤(3MTM THREE-M-ITE ELEK-TRO-CUT CLOTH UTILITY ROLLS)”을 포함하는 다양한 상표로 판매된다. 또한, 코팅된 연마 벨트는 미네소타주 세인츠 폴에 소재한 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수 가능하고, 예를 들어, "쓰리엠 펌프 슬리브 200디(3M PUMP SLEEVE 200D)“,“쓰리엠 리갈리트 벨트(3M REGALITE BELTS)" 및“쓰리엠 쓰리-엠-리트 클로스 벨트(3M THREE-M-ITE CLOTH BELTS)"를 포함하는 다양한 상표로 판매된다.
본 발명의 패키징 시스템은 단일 연마 제품 또는 복수의 연마 제품을 보호하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 대형 벨트는 독립적으로 포장될 수 있다. 이와 달리, 복수의 섬유 디스크 또는 연마 종이는 함께 포장될 수 있다.
예를 들어 섬유 디스크 같은, 연마 디스크를 패키징하기 위한 소정의 실시예에서, 연마 디스크는 적층되어 각각의 연마 디스크의 외부 에지(edge)는 다른 연마 디스크의 외부 에지와 적층식으로 정렬된다. 몇몇 실시예에서, 적층된 각각의 연마 디스크는 동일한 방향을 향한다(즉, 하나의 연마 디스크의 연마 측면은 인접한 연마 디스크의 후방면에 근접한다). 다른 실시예에서는, 적어도 하나의 연마 디스크는 적층식으로 다른 연마 디스크의 대향 면을 향할 수 있다. 대향 방향을 향하는 인접 연마 디스크들은 그 후방면이 서로 근접하게 위치될 수 있다. 이와 달리, 대향 방향을 향하는 인접 연마 디스크들은 연마면들이 서로 근접하게 위치될 수 있다.
소정의 실시예에서, 대략 50 퍼센트의 연마 디스크는 제1 방향을 향하고 나머지 연마 디스크는 반대 방향을 향한다. 제1 방향을 향하는 연마 디스크는 제1 방향을 향하는 연마 디스크 제1 그룹과 대향 방향을 향하는 제2 그룹을 갖도록 서로 근접하게 위치될 수 있다. 이런 구성은 분할식 적층으로 언급된다.
이와 달리, 제1 방향을 향하는 연마 디스크는 대향 방향을 향하는 연마 디스크와 혼합될 수 있다. 예를 들어, 적층 상태의 모든 다른 연마 디스크는 나머지 연마 디스크의 대향 방향을 향할 수 있다. 다른 실시예에서, 연마 디스크의 모든 다른 그룹(예를 들어, 다섯 개의 연속적인 연마 디스크)은 연마 디스크의 인접한 두 개 그룹의 대향 방향을 향할 수 있다.
예를 들어, 연마 종이 같은 다른 사실상 평면의 연마 제품은 상기 기술한 연마 디스크와 유사한 방식으로 적층될 수 있다. 적층 내의 연마 제품의 방향을 변화시키는 것은 적층을 용이하게 하고 환경 조건에서의 변화에 의해 발생되는 디스크 컬을 감소시킬 수 있다. 임의의 특정 이론에 의해 경계되는 것을 원하지 않음 에도 불구하고, 실질적으로 동등하지만 반대 방향을 향하는 연마 디스크의 힘에 의해, 적층된 연마 제품의 방향을 변화시키는 것은 대향된 연마 디스크의 환경적으로 유도된 디스크 컬과 연관된 힘을 가짐으로서 디스크 컬을 줄인다고 믿어진다.
다른 실시예에서, 본 발명의 패키징 시스템 내의 연마 제품은 적층되지 않았다. 연마 제품들은 예를 들어 임의의 또는 패턴식 배열로 서로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어 연마 벨트 같은 연마 제품들은 패키징 전에 서로의 내부에 위치된다.
본 발명의 연마 제품은 패키징하기 위한 시스템에서의 측벽은 24 시간 동안 645 cm2(100 in2) 당 0.5 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 다층 차단 복합체를 포함한다.
상기 다층 차단 복합체라는 용어는 금속, 플라스틱, 또는 셀룰로오스 층(예를 들어 포일, 필름, 종이)의 임의의 조합을 언급한다. 금속, 플라스틱, 또는 셀룰로오스 층의 조합은 예를 들어, 플라스틱 층과 결합된 금속과 같은, 상이한 재료의 다수 층들을 포함할 수 있다. 금속, 플라스틱, 또는 셀룰로오스 층의 조합은 예를 들어 두 개 층의 플라스틱과 같은, 유사한 재료의 다수 층들을 포함할 수 있다.
상기 층들은 코팅, 적층, 공유 압출 성형 및 침전을 포함하는 분야에 있어 공지되어 있는 임의의 프로세스를 사용하여 사실상 영구적으로 결합될 수 있다. 이와 달리, 기판은 다른 기판 위로 기판을 중첩시킴으로써 일시적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 연마 제품은 폴리에틸렌 필름으로 포장된 후 알루미늄 포일로 포장될 수 있다. 다른 실시예에서, 두 개의 플라스틱 기판은, 예를 들어 제1 폴리에틸렌 필름으로 연마 제품을 포장한 후 이 포장된 연마제품을 제2 폴리에틸렌 필름으로 포장함으로써 결합 될 수 있다. 폴리에틸렌 필름의 제1 및 제2 포장은 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다.
“수증기 투과율" 이라는 용어는 본 명세서에서 참조하는 ASTM F1249-01(2001년 12월에 발행된 변조식 적외선 센서를 사용하여 플라스틱 필름 및 조종이를 통과하는 수증기 투과율에 대한 표준 테스트 방법)에서 기술된 테스트 방법을 사용하여 측정된 것으로써 다층 차단 복합체를 통과하는 수증기의 투과율을 말한다. 다층 차단 복합체에 대한 수증기 투과율은 복합체 구조를 사용하여 결정된다. 예를 들어, 측벽이 서로를 겹쳐 놓은 것에 의해 결합된 포일 및 필름을 포함한다면, 수증기 투과율은 필름 및 포일의 조합을 통과하는 수증기 투과율을 측정함으로써 결정될 수 있다. 마찬가지로, 수축 포장의 세 개의 층으로 포장된 연마 제품의 수증기 투과율은 세 개의 수축 포장 필름의 조합을 통과하는 수증기 투과율을 측정함으로써 결정될 수 있다.
본 발명의 패키징 시스템에서 유용한 다층 차단 복합체는 예를 들어 코팅, 적층, 공유 압축 성형, 또는 침전에 의해 서로 부착된 다중 층을 갖는 다층 차단 필름을 포함한다. 본 발명의 패키징 시스템에 유용한 다층 차단 필름은 저 농도 폴리에틸렌, 고농도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 나일론 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예로써, 알루미늄과 같은 금속 층을 갖는 다층 차 단 필름이 사용된다. 다층 차단 필름은 공지되어 있고 본 발명의 패키징 시스템에 유용한 다층 차단 필름을 제조하기 위한 적절한 필름 및 공정은 1997년 뉴욕의 윌리 사에서 발행된 포장 기술의 윌리 백과 사전(제 2판)의 폐이지 659-665 에 기재된 던, 토마스 J의 다층 가역성 패키징에 기술되어 있고 그 내용은 본 명세서에서 참조로 언급되어 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 측벽은 폴리에틸렌 필름 층에 접착식으로 부착되고, 폴리에스테르 필름 층에 접착식으로 부착되고, 알루미늄 층에 접착식으로 부착된 나일론 층을 갖는 다층 차단 필름을 포함한다. 상기 측벽의 폴리에틸렌 층은 측벽의 내면에 위치되고, 나일론 층은 측벽의 외면에 위치한다.
다른 실시예에서, 상기 측벽은 폴리에틸렌 필름 층에 부착된, 알루미늄 층에 부착된, 폴리에틸렌 필름 층에 부착된 나일론 층을 갖는 다층 차단 필름을 포함한다. 상기 측벽의 폴리에틸렌 층은 측벽의 내면에 위치되고, 나일론 층은 측벽의 외면에 위치된다.
몇몇 실시예에서, 상기 측벽은 측벽의 내면에 가열 밀봉식 재료를 갖는 다층 차단 필름을 포함한다. 상기 가열 밀봉식 재료는, 예를 들어 위스콘신주 러신에 위치한 메틀러-토레도(Mettler-Toledo)사의 팩라이트 디비젼(Packrite Division)으로부터 입수 가능한 모델 “알티피1(RTP1)" 씰러와 같은, 상업적으로 이용 가능한 밀봉 장비를 사용하여 가요성 패키지로 다층 차단 필름을 변환하는데 사용될 수 있다.
소정의 실시예에서, 본 발명의 가요성 패키지는 도면에 도시된 바와 같이 재 밀폐식 밀봉부를 포함한다. 재밀폐식 밀봉부는 기계식 지퍼, 접착제 스트립, 스트링 또는 와이어 타이, 또는 이 분야에 공지된 다른 재밀폐식 밀봉부일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 연마 제품은 가요성 패키지 내에 밀봉되어 상기 측벽은 연마 제품을 제거하기 위해 파손되어야 한다. 또 다른 실시예에서, 본 발명의 가요성 패키지는 파손되어야 하는 밀봉된 측벽과 재밀폐식 밀봉부를 포함한다.
본 발명의 패키징 시스템에 유용한 다층 차단 복합체는 다중층의 필름, 금속, 또는 서로 부착되지 않는 셀룰로오스 기판도 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 다층 차단 복합체는 예로써, 위스콘신 주 오쉬코시에 소재한 베미스 클리사로부터 입수 가능하고 “클라이사 에이비엘(CLYSAR ABL)" 상표로 판매되는 선형 저 농도 폴리에틸렌(LLDPE) 수축 포장 필름과 같은 다층의 수축 포장 필름을 포함할 수 있다. 수축 포장은 잘 공지되어 있고, 수축 포장에 관한 적당한 필름 및 공정들은 1997년 뉴욕에 소재한 윌리사의 포장 기술의 윌리 백과 사전(제2판)의 페이지 431-434에 기재된 졸리, 찰스 R, 죠지 D, 우포드의 필름, 수축에 기술되어 있으며, 본 명세서에서 참조한다.
본 발명의 패키징 시스템에 응용되는 열 수축 재료는 열이 인가될 때 표면 면적이 감소되도록 축소되는 임의의 단축 또는 2축 배향의 폴리메릭 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적당한 필름들은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소프로필에틸렌, 폴리이소부틸에틸렌 및 이들의 코폴리머와 같은 배향성 폴리올레핀 필름을 포함한다. 유용할 수 있는 다른 필름들은 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 폴리헥사메틸렌 아디파미드와, 부탄, 비닐 아세테이트, 메틸라그라이레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 이소프렌, 부타디엔 아크릴라미드, 에틸라크라이레이트, 엔-메틸-엔-비닐 아세타미드 등과 같은 불포화를 생산하는 폴리머를 갖는 알파 모노-올레피니컬리 불포화 하이드로카본의 폴리머들이다. 소정의 실시예에서는, 바람직하게 2축의 폴리에틸렌인 폴리오레핀이 사용된다.
몇몇 실시예에서, 상기 연마 제품은 수축 포장의 단층으로 포장되고 가요성 패키지 내에 위치된다. 수축 포장이 연마 제품의 실재 부분을 커버하는 경우, 수축 포장은 가요성 패키지 측벽을 형성하는 다층의 복합체 층으로서 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 수축 포장은 가요성 패키지의 동봉 부피 내에 위치된 연마 제품의 가요성 패키지 손실로부터 가능성을 감소시키는데 조력하는 돕는 보호층으로써의 기능도 할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 층을 갖는 다층 차단 필름이 측벽으로써 사용되는 경우, 연마 제품을 덮는 수축 포장은 연마제품이 측벽을 손상시켜 잠재적으로 알루미늄 층을 천공할 수 있는 가능성 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 보호층은, 예를 들어 종이, 카보드, 발포제 또는 플라스틱 같은 다른 재료로부터 제작될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보호층은 연마 제품의 후방 표면 및 / 또는 연마 표면에 근접하고, 연마 제품을 전부 커버하지는 않는다. 예를 들어, 카보드 시트를 포함하는 보호층은 가요성 패키지에서 위치하기 전에 연마 디스크의 적층물 밑면 및 윗면에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층은 연마 디스크의 적층물 측면 주위에 위치할 수 있다.
소정의 실시예에서, 습기 조절 패킷은 가요성 패키지 내에 연마 제품과 함께 포함될 수 있다. 본 발명에 유용한 일회용 양방향 습기 조절 패킷은 미네소타 미니에폴리스에 소재한 휴미디팩 사로부터 “휴미디팩(HUMIDIPAK)" 상표로 입수 가능하다.
본 발명의 장점 및 다른 실시예들은 하기의 예들에 의해 더 설명되지만, 이러한 예에서 인용된 특정 재료 및 수량은 다른 조건과 상세 내용뿐 아니라, 본 발명을 제한하도록 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 내부 및 외부의 포장 커버와 통기구를 생성하기 위해 사용되는 포장된 연마 제품의 타입 및 특정한 패키징 형상의 타입은 변할 수 있다. 별다른 지시가 없는 한 모든 부분 및 비율은 중량으로 나타낸 것이다.
예1
위시콘신 주 오쉬코시에 소재한 베니스 클라이사로부터 입수 가능하고, “클라이사 에이비엘(CLYSAR ABL)" 상표로 판매되는 0.9 m(36 in) 폭 × 32 ㎛(0.00125 in) 두께의 선형 저농도 폴리에틸렌(LLDPE) 수축 포장 필름의 롤은 폭 0.46 m(18 in)인 필름의 상부 및 하부 층을 제공하도록 가로 방향으로 절첩된다. 절첩된 필름이 패키징 장치로 진입할 때, 상기 두 개 층은 필름의 0.46 미터 치수의 중앙부에 상부층의 길이를 따라 30.5 cm(12 in)마다 6.4 mm(0.25 in) 통기 구 개구가 펀칭되도록 분리된다.
절첩된 종이의 두 개의 인접한 개방 에지는 메사추세츠주 아이어에 소재한 쉥클린 코퍼레이션으로부터 입수 가능한 모델 "에이-26 오토메틱(A-26 Automatic)" L-씰러를 이용하여 밀봉된다. L-씰러는 193 ℃(380 ℉)로 세팅되고, 오픈 엔드 식(open-ended) 주머니를 생성할 수 있도록 0.7초 동안 551.6 kPa(80 psi)압력으로 작동된다. 미네소타주 세인프 폴에 소재한 쓰리엠사로부터 입수 가능한 "281씨 피버 디스크(281C FIBRE DISCS)" 상표로 판매되는 25개의 17.8 cm(7 in) 직경의 연마 디스크의 적층물은 오픈 엔드식 주머니로 삽입된다. 적층물 내에, 상부 12개의 섬유 디스크는 연마 면이 상부를 향하고 하부 13개의 섬유 디스크는 연마 면이 하부를 향한다. 오픈 엔드식 머니는 193 ℃(380℉)로 세팅되고 0.7초동안 551.6 kPa(80 psi)압력으로 작동되는 L-씰러를 사용하여 밀봉된다. 연마 디스크의 적층물을 포함하는 밀봉된 주머니는 오하이오주 클리브랜드의 클램코 회사로부터 입수 가능한 1.12 m(44 in) 모델 “853”터널 오븐을 통하여 운반된다. 상기 오븐은 160 ℃(320 ℉)로 세팅되고, 7.3 m/분(24 ft/분)의 속도로 작동된다. 최종 연마 디스크의 수축 포장 적층물은, 제2 포장 과정의 통기구가 의도적으로 상부층보다 하부층으로 배치되어서 제1 포장커버와 제2 포장커버가 적층물의 대향 측에 있는 것을 제외하고, 설명된 것과 동일한 밀봉, 포장, 기술된 수축 기술을 사용하는 외부 포장커버로 다시 한번 포장된다.
두 번 포장된 연마 디스크의 적층물은 일리노이주 캐리시의 플렉시콘 사로부터 입수 가능하고, “플렉시 에스-10348(FLEXI S-10348)" 상표로 판매되는 94 ㎛(0.0037 in)의 차단 필름으로부터 구성되는 포일 주머니로 삽입된다. 주머니는 위스콘신주 라신에 소재한 메틀러-토레도의 패크라이트 디비젼사로부터 이용 가능한 모델 “알티피1(RPT1)"을 사용하여 밀봉된다.
예2
예2는 두 번 포장된 연마 디스크의 적층물이 포일 주머니로 삽입되지 않은 것을 제외하고, 예1에서 설명한 바와 같이 준비된다.
비교예 A
비교예 A는, 수축 포장의 제2 층이 인가되기 전 포장 프로세스가 종결되는 것을 제외하고, 예1에서 설명한 바와 같이 준비된다. 비교예 A는 단일 층의 수축 포장을 갖고 포일 펀치는 사용되지 않는다.
최종 패키지는 환경 조건에서 변화에 대한 응답성에 대해 테스트된다.
각각의 예시로부터 포장된 연마 디스크 패키지는 기중량 특정되고, 미시건주 홀랜드에 소재한 써머트론사로부터 입수 가능한 "모델 에스엠-32C (Model SM-32C)" 환경 테스트 챔버에 위치된다. 각각의 예시들은 아래 표1에 도시한 바와 같이, 7개 세트의 환경 조건의 순차적인 시리즈로 노출된다.
[표1]
온도, ℃ 상대 습도율 타임, hours
제1 조건 -23 10 65
제2 조건 10 42 48
제3 조건 25 55 48
제4 조건 40 80 72
제5 조건 25 55 48
제6 조건 10 42 48
제7 조건 -23 10 72
일련된 조건의 각 단계 이후에, 각각 포장된 연마 디스크 패키지는 다시 무게를 측정 무게의 변화를 기록한다. 일련된 조건의 마지막 스텝에 따르는 포장된 연마 제품 패키지의 무게를 잰 이후에, 각 예시에 대한 무게의 변화를 합산하고 표1에 기록했다.
[표1]
예 전체 무게 변화, grams
1 1.7
2 8.5
비교예 A 22.7
예3 내지 7
“281씨 파이버 디스크(281C FIBRE DISCS)" 상표로 판매되고, 미네소타주 세인트 폴에 소재한 쓰리엠사로부터 입수 가능한, 25개의 17.8 cm(7 in)직경의 연마 제품이 적층되어 위치한다. 그런 다음에 적층물의 높이를 측정한다. 각 예시 3-7에 대한 적층은 다양한 수증기 투과율(WVTR)을 갖는 다양한 구조의 패키지로 위치한다. 각 예시에 대한 패키지는 ASTM F1249-01(2001년 12월에 발행된 변조식 적외선 센서를 사용하여 플라스틱 필름 및 조종이를 통과하는 수증기 투과율에 대한 표준 테스트 방법)을 사용하여 측정된 것과 같이 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 1 g의 기록된 수증기 투과율을 갖는, “크리사 에이비엘(CLYSAR ABL)”상표로 판매되고 위스콘신주 오쉬코시에 소재한 베미스 크리사로부터 입수 가능한 32 ㎛(0.00125 in) 두께의 선형 저농도 폴리에틸렌(LLDPE) 수축 포장 필름을 포함한다.
예3 내지 7은, 모든 25개의 디스크가 같은 방향으로 적층되고 같은 수의 수축 포장 층이 다양한 것을 제외하고, 예시 1에서 설명된 프로세스와 장비를 사용하여 각각 포장된다. 예시 3은 두 개의 수축 포장 층을 갖는다. 예시 4는 세 개의 수축 포장 층을 갖는다. 예시 5는 네 개의 수축 포장 층을 갖는다. 예시 6은 열 개의 수축 포장 층을 갖는다. 예시 7은 두 개의 수축 포장 층을 가지고, ASTM F1249-01(2001년 12월에 발행된 변조식 적외선 센서를 사용하여 플라스틱 필름 및 조종이를 통과하는 수증기 투과율에 대한 표준 테스트 방법)을 사용하여 측정된 것 과 같이 24 시간 동안 645 cm2(100 in2) 당 0.0004 g 미만으로 기록된 수증기 투과율을 갖는 포일 주머니에 밀봉된다. 예7에서 사용된 포일 주머니는 미시건주 트로이에 소재한 캐틸락 프로덕트 컴퍼니사로부터 입수 가능하고, “캐드팩 엔(CADPAK N)" 상표로 아래 판매된다.
다층의 수증기 투과율은 1998년 팬실베니아주에 랭커스터시에 소재한 테크노믹사의 한론, 죠세프 F, 로버트 J. 켈시, 할리 E. 포르시니오의 패키지 엔지니어링 핸드북(제3판) 페이지 106-107에 기재된 바와 같이 저항으로서 계산된다.
예3 내지 7에 대한 포장된 적층물은 11.1%와 13.2% 사이의 습도에서 49 ℃(120 ℉)에서 유지되는 환경 챔버에 위치한다. 279 시간 이후에 포장된 적층물을 환경 챔버에서 옮기고 적층물의 포장을 벗겨내서 적층 높이를 측정한다. 적층 높이의 퍼센트 변화는 아래의 표2에 도시한다.
[표2]
예 패키지 수증기 투과율, grams/100 in2/24 시간 적층 높이 변화율(%)
3 2층 수축 포장 0.5 20
4 3층 수축 포장 0.33 6
5 4층 수축 포장 0.25 8
6 10층 수축 포장 0.1 4
7 수축포장 디스크를 갖는 포일 패키지 <0.0004 3
본 발명의 구조와 기능의 상세 설명과 함께, 심지어 상기의 설명과 예시에 기재된 본 발명의 수많은 특성과 장점들도, 본 기내 내용은 설명에 도움이 되는 실례들이다. 특히 형상의 물질, 크기와 연마 제품 패키징의 배열과, 첨부된 청구항이 표현하는 용어에 의미로 전체 범위의 발명의 원리를 만드는 방법과, 그러한 구 조와 방법의 동등한 것들에서, 변화는 일어날 수 있다.

Claims (25)

  1. 적어도 하나의 연마 제품을 패키징하기 위한 시스템이며,
    동봉 부피를 한정하는 적어도 하나의 측벽을 갖는 가요성 패키지와,
    동봉 부피 내에 위치된 적어도 하나의 코팅된 연마 제품을 포함하며,
    상기 측벽은 동봉 부피에 근사한 내부면과, 내부면에 대향한 외부면과, 24 시간 동안 645 cm2 (100 in2)당 0.5 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 다층 차단 복합체를 구비하고,
    상기 코팅된 연마 제품은 주면과 주면의 적어도 일부에 근사한 연마 층을 갖는 배킹을 구비하고, 상기 연마 층은 복수의 연마 입자 및 적어도 하나의 바인더 레진으로 구성되는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 알루미늄을 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.1 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.01 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연마 제품은 연마 벨트, 연마 종이 또는 연마 디스크 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연마 제품은 복수의 연마 디스크를 포함하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 연마 디스크는 셀룰로오스 섬유를 구비하는 배킹과, 페놀 레진 및 연마 입자를 구비하는 연마 층을 포함하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 연마 디스크는 제1 방향을 향하는 제1 수량의 연마 디스크와, 제2 방향을 향하는 제2 수량의 디스크를 포함하고, 제1 방향은 제2 방향에 대향하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 코팅된 연마 입자의 적어도 일부와 측벽의 내부면 사이에 위치되는 보호층을 더 포함하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보호층은 종이, 카드 보드, 발포제 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보호층은 적어도 하나의 코팅된 연마 제품의 적어도 일부를 커버하는 수축 포장 필름을 포함하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 가요성 패키지는 재밀폐가능한 밀봉부를 포함하는 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 동봉 부피 내에 위치된 습기 제어 패킷을 더 포함하는 시스템.
  16. 적어도 하나의 연마 제품을 패키징하기 위한 방법이며,
    동봉 부피를 한정하는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 가요성 패키지를 제공하는 단계와,
    상기 가요성 패키지의 동봉 부피 내에 적어도 하나의 연마 제품을 밀봉하는 단계를 포함하고.
    상기 측벽은 동봉 부피에 근사한 내부면과, 상기 내부면과 대향한 외부면과, 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.5 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 다층 차단 복합체를 구비하는 방법
  17. 제16항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 알루미늄을 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.1 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 다층 차단 복합체는 24 시간 동안 645 cm2(100 in2)당 0.01 g 미만의 수증기 투과율을 갖는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연마 제품은 복수의 연마 디스크를 포함하는 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 복수의 연마 디스크는 셀룰로오스 섬유를 구비하는 배킹과, 페놀 레진 및 연마 입자를 구비하는 연마 층을 포함하는 방법.
  24. 제16항에 있어서, 코팅된 연마 입자의 적어도 일부와 측벽의 내부면 사이에 보호층을 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  25. 제16항에 있어서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 그 코폴리머 중 적어도 하나를 함유하는 수축 포장 필름을 구비하는 보호층으로 적어도 하나의 코팅된 연마 제품의 적어도 일부를 커버하는 단계를 더 포함하는 방법.
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