KR20070086274A

KR20070086274A - 탄성 구조화된 샌딩 물품

Info

Publication number: KR20070086274A
Application number: KR1020077013578A
Authority: KR
Inventors: 존 지. 피터슨; 크리스 에이. 미닉; 조나단 엠. 리즈; 제임스 에프. 피트젠
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-08-27
Also published as: US20060135050A1; CN101080305A; CN101080305B; EP1827763A1; JP2008524000A; US7169029B2; WO2006065411A1

Abstract

예를 들어 목재가공에 적합한 본 발명의 탄성 휴대용 연마 물품은 다수의 분리된 융기 연마 표면을 포함함으로써 물품이 특정 윤곽을 갖는 표면에 보다 효과적으로 정합될 수 있게 한다. 본 발명은 또한, 이러한 연마 물품의 제조 방법을 개시한다.

목재가공, 탄성 휴대용 연마 물품, 융기 연마 표면

Description

탄성 구조화된 샌딩 물품 {RESILIENT STRUCTURED SANDING ARTICLE}

본 발명은 일반적으로 연마 물품에 관한 것이고, 보다 특별하게는 통상적으로 샌딩 스폰지라고 지칭되는 휴대용 탄성 샌딩 물품에 관한 것이다.

탄성 연마 물품은 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,059,850호 (Lise et al.)에는, 탄성 신장성 기재, 가요성 메이크 코트(make coat)에 의해 기재에 접착 결합된 연마 입자, 및 연마 입자 및 가요성 메이크 코트 상에 도포된 경질 사이즈 코트(size coat)를 포함하는 탄성 연마 물품이 개시되어 있다.

미국 특허 제4,887,396호 (Lukianoff)에는, 인가된 샌딩 압력 하에 형상을 실질적으로 유지할 수 있는 경량의 탄성 물질의 블럭으로부터 제작되고, 그 블럭 정면 상에 제공된 비교적 영구적인 연마 표면을 갖는 일회용 샌딩 장치가 개시되어 있다. 바람직하게는, 블럭 정면 상의 연마 표면은 코너 샌딩 표면의 수명을 연장시키기 위해 블럭의 코너 영역내에 조립체를 갖는 연마 코팅으로 구성된다. 블럭에는 샌딩되는 특정 표면 형상에 일치되도록 특정한 윤곽을 갖는 연마 코팅 표면이 제공될 수 있다.

그러나, 산업상 개선된 연마 물품이 항상 추구되고 있다. 따라서, 개선된 연마 특성, 개선된 내구성 및 목재 성형물과 같이 특정 윤곽을 갖거나 프로파일링 된 표면을 연마하는 개선된 능력을 갖는 저비용의 탄성 연마 물품을 제공하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 기존의 샌딩 스폰지에 비해 용도가 다양하고, 상이한 크기 및 스타일의 목재 성형물 및 트림(trim)과 같은 각종 프로파일링된 표면을 샌딩할 수 있는 저비용의 일회용 탄성 휴대용 연마 물품을 제공하는 것이 바람직하다.

<발명의 요약>

일면에서 본 발명은, 예를 들어 목재가공에 적합한 휴대용 샌딩 블럭을 제공한다. 상기 샌딩 블럭은, 각각 비교적 독립적으로 압축될 수 있는 개별적 분리부 상의 분리된 융기 연마 표면을 포함함으로써 목재 트림 성형물과 같은 프로파일링된 목재 표면을 샌딩하는 데 특히 적합화된 샌딩 블럭을 형성할 수 있다. 그러나, 샌딩 블럭은 편평한 표면의 샌딩 및 페인팅된 표면의 샌딩을 비롯한 폭넓게 다양한 최종 용도로 사용될 수 있다.

일면에서 본 발명은, 다수의 분리부를 포함하는 탄성체를 포함하는 샌딩 블럭을 제공한다. 분리부는 연마 작업 표면을 한정하는 융기된 말단 표면을 갖는다. 접착제 메이크 코트가 분리부 말단 표면 상에 코팅되고, 1200 누프(Knoop) 이상의 경도를 갖는 연마 입자가 접착제 메이크 코트내에 적어도 부분적으로 매립된다. 특정 면에서, 융기된 말단 표면은 접착제 메이크 코트 및/또는 연마 입자를 실질적으로 갖지 않는 함몰부에 의해 분리된다.

또다른 면에서 본 발명은, 4 lb/ft³ 이상의 밀도를 가지며, 연마 작업 표면 을 한정하는 융기된 말단 표면을 갖는 다수의 분리부를 추가로 포함하는 탄성 발포체를 포함하는, 표면 연마를 위한 휴대용 연마 물품을 제공한다. 접착제 메이크 코트가 분리부 말단 표면 상에 코팅되고, 연마 입자는 메이크 코트내에 적어도 부분적으로 매립된다.

또다른 면에서 본 발명은, 연속 블럭부 및 불연속 활성부를 갖는 단일 탄성체를 포함하고, 불연속 활성부는 접착제 메이크 코트 및/또는 연마 입자를 실질적으로 갖지 않는 함몰 영역에 의해 분리된 다수의 개별적 융기 연마 영역에 의해 한정된 불연속 연마 표면을 갖는, 표면 연마를 위한 휴대용 연마 물품을 제공한다.

또다른 면에서 본 발명은, 다수의 분리부 및 분리부에 인접하여 배열된 별도의 연마 부재를 포함하는 비연마 탄성체를 포함하는 연마 물품을 제공한다.

또다른 면에서 본 발명은, 연마 표면을 갖는 탄성체를 제공하는 단계, 및 연마 표면 및 하부 탄성체로부터 물질을 제거하여 분리부 사이에 비연마 함몰 영역을 형성함으로써 연마 말단 표면을 갖는 개별적 분리부를 형성하는 단계를 포함하는, 휴대용 연마 물품의 제조 방법을 제공한다.

또다른 면에서 본 발명은, 탄성체를 제공하는 단계, 다수의 융기 영역 및 함몰 영역을 포함하도록 탄성체를 성형하는 단계, 탄성체의 함몰 영역은 접착제 메이크 코트로 코팅하지 않으면서 융기 영역을 접착제 메이크 코트로 선택적으로 코팅하는 단계, 및 연마 입자를 메이크 코트 상에 침착시키는 단계를 포함하는, 휴대용 연마 물품의 제조 방법을 제공한다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 추가로 설명하고, 도면에서,

도 1은 본 발명에 따른 연마 물품의 사시도이고;

도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 절단된 단면도이며;

도 3은 본 발명의 제2 실시양태의 단면도이고;

도 4는 본 발명의 제3 실시양태의 사시도이며;

도 5는 본 발명의 제4 실시양태의 사시도이고;

도 6은 본 발명의 제5 실시양태의 사시도이며;

도 7은 본 발명의 제6 실시양태의 사시도이고;

도 8은 본 발명의 제7 실시양태의 사시도이며;

도 9는 도 1의 물품의 사용을 나타내는 사시도이다.

이제 도면을 참조로 하며, 도 1 및 2는 본 발명의 제1 실시양태에 따른 휴대용 탄성 연마 물품 (2)를 나타낸다. 연마 물품 (2)는 일반적으로, 각각 연마 말단 표면 (6)을 갖는 다수의 개별적 분리부 (4a)를 갖는 탄성체 (4)를 포함한다.

연마 물품 (2)에 각각 연마 말단 표면 (6)을 갖는 다수의 개별적 분리부 (4a)를 제공함으로써, 편평한 단일 표면을 갖는 종래의 샌딩 스폰지에 비해 많은 이점을 제공한다. 하나의 이점은, 분리부 (4a)가 물품 (2)를 특정 윤곽을 갖는 표면에 보다 용이하게 정합될 수 있게 하기 때문에 연마 물품 (2)가 목재 트림 성형물과 같은 특정 윤곽을 갖는 또는 프로파일링된 작업 표면을 샌딩하는 데 보다 효과적이라는 것이다. 즉, 분리부 (4a)가 인접부에 연결되지 않은 개별적 분리부를 형성하기 때문에, 각각의 분리부 (4a)는 일반적으로 독립적으로 압축됨으로써 물품 (2)가 특정 윤곽을 갖는 표면에 정합되는 능력이 향상될 수 있다. 따라서, 이는 물품 (2)가 특정 윤곽을 갖는 표면의 프로파일에 일치되는 능력을 향상시킨다. 물품 (2)에 다수의 개별적 분리부 (4a)를 제공하는 것의 또다른 이점은, 분리부 (4a)가 샌딩 작업 동안 물품의 전체적 샌딩 성능을 향상시키는 요동(rocking) 작용 또는 교반 이동을 발생시킨다는 것이다. 또다른 이점은, 물품 (2)가 구부러지거나 만곡되어 일반적으로 평활한 방사형을 형성하고 (즉, 다발형성 또는 좌굴(buckling) 없음), 이로써 예를 들어 목재 계단 연부에 통용되는 만곡된 또는 "불 노즈(bull nose)" 표면과 같은 만곡 표면의 샌딩을 매우 용이하게 한다는 것이다.

예시된 실시양태에서, 탄성체 (4)는 발포체와 같은 단일체의 탄성 물질로부터 구성된다. 물품 (2)의 구조를 보다 용이하게 이해하기 위하여, 단일 또는 일체의 탄성체 (4)는, 분리부 (4a)에 의해 형성된 연속 블럭부 (4b) 및 불연속 활성부 (4c)를 포함하는 것으로서 여겨질 수 있다. 연속 블럭부 (4b)는 사용자가 연마 물품 (2)를 손으로 쥘 수 있게 하고, 또한 개별적 분리부 (4a)를 상호연결하기 위해 제공된다. 각각의 분리부 (4a)는 블럭부 (4b)로부터 외측으로 연장되고, 블럭부 (4b)에 대향하는 노출된 연마 말단 표면 (6)을 포함한다. 예시된 실시양태에서, 분리부 (4a)의 연마 말단 표면 (6)은 일반적으로 평면형이다. 그러나, 말단 표면 (6)의 형상은 파동형, 아치형, 각뿔형 또는 돔형의 표면과 같은 다양한 형태를 취할 수 있다.

각각의 분리부 (4a)의 말단 표면 (6) 상에 접착제 메이크 코트 (10) (도 2)이 코팅된다. 예시된 실시양태에서, 메이크 코트 (10)은 분리부 (4a)의 말단 표면 (6) 상에 코팅되고, 분리부 (4a) 사이의 함몰부에는 일반적으로 코팅되지 않는다. 이는, 예를 들어 분리부 (4a)를 형성하기 전에 탄성체 (4)의 연속 표면을 코팅한 후 절단하거나 또는 다른 방식으로 탄성체 (4)를 형성하여 분리부를 형성함으로써 (즉, 분리부 (4a) 사이의 영역내 탄성체에 메이크 코트와 탄성재의 조합이 배치된 표면의 일부를 제거함으로써), 또는 먼저 분리부 (4a)를 갖는 탄성체 (4)를 형성한 후, 분리부 (4a) 사이의 함몰 영역은 코팅하지 않으면서 분리부 (4a)의 말단 표면을 코팅함으로써 달성될 수 있다.

이러한 방식으로 탄성체 (4) 상에 메이크 코트 (10)을 코팅하는 것 (즉, 분리부 (4a)의 말단 표면 (6) 상에는 코팅하면서 분리부 (4a) 사이의 함몰부는 코팅하지 않는 것)의 한가지 이점은, 메이크 코트 (10)이 물품 (2)의 탄성을 유의하게 방해하지 않는다는 것이다. 즉, 메이크 코트 (10)은 탄성체 (4)를 강화시키고, 따라서 탄성체 (4)가 특정 윤곽을 갖는 표면에 정합되는 능력을 감소시키는 경향이 있기 때문에, 메이크 코트 (10)은 이러한 강화 효과를 최소화하기 위해 분리부 (4a)의 말단 표면 (6)에 코팅한다. 그러나, 탄성체 (4)의 전체 탄성을 다소 감소시킬 수 있기는 하나, 분리부 (4a) 및 분리부 (4a) 사이의 함몰 영역 양쪽 모두를 포함하는 탄성체 (4)의 전체 표면을 메이크 코트 (10)으로 코팅할 수 있음을 인지한다. 적합한 접착제 메이크 코트 물질은 하기에 별도로 기재한다.

연마 입자 (12) (도 2)는 접착제 메이크 코트 (10)내에 매립되어 있다. 분리부 (4a)의 연마 코팅된 말단 표면 (6)은 함께 연마 작업 표면을 한정한다. 본 발명의 일면에 따르면, 연마 입자 (12)는 사용되는 연마 물품 (2)가 작업 표면으로부터 물질을 샌딩, 연마 또는 다른 방식으로 제거할 수 있도록 선택된다. 즉, 연마 입자는 단순히 샌딩되는 표면에 부착된 외부 물질을 제거하는 것이 아니라 표면 자체로부터의 물질을 제거하기에 충분히 경질이다. 다시 말해서, 연마 입자는 표면을 스크래치하거나 "손상"시키도록 선택된다. 이는, 표면의 손상 또는 스크래칭이 바람직하지 않아서 피해야하는, 예를 들어 부엌 또는 욕실 세정, 스크러빙 또는 연마 작업과 대조를 이룬다. 적합한 연마 입자는 전형적으로 약 1200 누프 이상, 보다 전형적으로는 약 2000 누프 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 2400 누프 이상의 경도를 갖는다. 본 발명의 연마 물품에 적합한 특정 연마 입자는 하기에 별도로 기재한다.

예시된 실시양태에서, 분리부 (4a)는 직선형 격자를 형성하도록 배열된 제1 세트의 평행 세장형(elongated) 채널 (14) 및 제2 세트의 평행 세장형 채널 (16) 형태의 갭 또는 개방 공간에 의해 분리되고, 이로써 다수의 개별적 분리부 (4a)가 한정된다. 예시된 실시양태에서, 채널 (14 및 16)의 각 세트는 탄성체 (4)의 측면에 대해 대각선으로 배열된다. 이러한 방식으로 배열되면, 연마 물품 (2)가 채널 (14 및 16)의 방향으로부터 분지된 임의의 방향, 예컨대 물품 (2)의 말단 또는 측면 방향으로 앞뒤로 이동하는 경우, 샌딩되는 전체 표면이 연마재에 의해 접촉되고, 이로써 완전한 샌딩 적용범위가 보장된다. 반면, 채널 (14 및 16)의 세트 중 하나가 연마 물품 (2)의 말단 또는 측면에 평행하게 배열되고, 연마 물품이 이 채널에 평행한 방향으로 앞뒤로 이동하는 경우에는, 채널을 따라 정렬된 샌딩되는 표면 영역이 채널의 폭 및 샌딩되는 표면의 윤곽에 따라 샌딩되지 않을 수 있다. 다시 말해서, 연마 말단 표면 (6)이 샌딩 방향으로 정렬되고, 일반적으로 연마재를 갖지 않는 채널 (14 또는 16) 또한 샌딩 방향으로 정렬된 경우, 샌딩되는 표면은 연마 말단 표면 (6)을 따라 정렬된 영역에서만 샌딩되고, 연마재를 갖지 않는 채널 (14 및 16)을 따라 정렬된 영역에서는 샌딩되지 않을 수 있다.

개별적 분리부 (4a)가 샌딩 작업 동안 표면에 정합되도록 변형되거나, 압축되거나 또는 다른 방식으로 이동하기에 적합한 공간이 되도록 하기 위해, 채널 (14 및 16)은 전형적으로 약 1 mm 이상, 보다 전형적으로는 2 mm 이상, 훨씬 더 전형적으로는 3 mm 이상의 폭 (W) (도 2)을 갖는다. 또한, 채널 (14 및 16)은 전형적으로 약 2 mm 이상, 보다 전형적으로는 약 5 mm 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 7 mm 이상의 깊이 ("D")를 갖는다.

예시된 실시양태에서, 채널 (14 및 16)은 말단 표면 (6)에 수직인, 일반적으로 평행한 측면 (18), 및 측면 (18)에 수직인, 일반적으로 평면형인 저면 (20)을 갖는다. 이러한 방식으로, 채널 (14 및 16)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖고, 이로써 컬럼 형태의 분리부 (4a)가 형성된다. 채널 (14 및 16)은 V자형 또는 U자형 단면과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 융기부 (4a) 자체는 평행한 파이프형 컬럼, 원주형 컬럼, 돔형, 각뿔형, 각뿔대형, 원뿔형 또는 원뿔대형을 비롯한 다양한 형태를 취할 수 있다.

도 3은, 분리부 (4a)의 말단 표면 (6) 및 채널 (14 및 16)의 측면 (18)에 접해있는 영역내의 비교적 날카로운 외측 코너 연부 (22), 및 채널 (14 및 16)의 측면 (18)과 채널의 저면 (20)에 접해있는 영역내의 비교적 날카로운 내부 코너 (24)가 만곡되거나 라운딩(rounding)된 것을 제외하고는, 도 1 및 도 2에 나타낸 실시양태와 유사한 본 발명의 제2 실시양태를 나타낸다. 그러나, 말단 표면 (6) 자체 뿐만 아니라 채널 (14 및 16)의 저면 (20)은 여전히 일반적으로 평면형인 중앙 영역을 포함한다. 비교적 날카로운 외부 코너 연부 (22)는 거친 표면 상에서 끼거나 걸리는 경향이 있고, 비교적 날카로운 내부 코너 (24)는 응력 집중점으로서 제공되는 것으로 나타났다. 따라서, 분리부 (4a)의 말단이 거친 표면 상에서 걸리는 경우, 분리부 (4a)는 내부 코너 (24)를 따라 인열될 수 있다. 외부 코너 연부 (22)를 라운딩함으로써, 분리부 (4a)가 끼거나 걸리게 될 가능성이 감소되고, 이로써 인열 가능성이 감소된다. 또한, 내부 코너 (24)를 라운딩함으로써, 응력 집중점이 최소화되고, 이로써 분리부 (4a)가 블럭부 (4b)와 연결된 영역을 강화시키고 걸리는 경우에 탄성체 (4)가 인열될 가능성을 더욱 감소시킨다. 이러한 방식으로, 탄성체 (4)의 전체 내구성이 현저히 향상된다.

나머지 설명 및 첨부된 도면 전반에 걸쳐, 기능적으로 유사한 특징부는 100씩 증가된 참조 번호를 사용하여 언급한다. 도 4는 원형 돔, 노브 또는 라운딩된 범프 (124)를 포함하는 다수의 분리부 (104a)를 포함하는 활성부 (104c)를 갖는 탄성 연마 물품 (102)를 나타낸다. 범프 (124)는 인접한 범프를 분리하는 종방향으로 연장된 함몰 영역 또는 밸리 (126)이 대각선으로 배열된 비-랜덤 패턴으로 배열된다. 물품 (102)의 활성부 (104c)의 기하구조로 인해, 활성부 (104c)의 구조화된 형상을 형성하기에 특히 적합한 방법은, 열 성형 다이를 이용하여 열 성형성 발포체 물질을 형성하는 것이다. 열 성형성 발포체 물질 및 가열된 다이를 사용하는 것의 한가지 이점은, 성형 공정 동안 발포체 물질이 용융되어 물품 상에 내구성 외층 또는 스킨을 형성한다는 것이다.

도 5는 종방향으로 연장된 일반적으로 평행한 채널 (214)에 의해 분리된, 종방향으로 연장되는 평행한 융기부 (226) 형태의 다수의 분리부 (204a)를 포함하는 활성부 (204c)를 갖는 탄성 연마 물품 (202)를 나타낸다. 융기부 (226)은 일반적으로 평면형인 상부 표면 (206)을 갖는 것으로 나타내었으나, 상부 표면 (206)은 파동형, 오목형, 아치형 및 역 V자형 형상을 비롯한 다양한 표면 텍스쳐 및 형상을 가질 수 있음을 인식한다. 또한, 활성부 (204c)는 종방향으로 연장되는 채널 (214)와 대각선으로 또는 90도 각도로 배열된 횡방향 채널 (도시하지 않음)을 추가로 포함할 수 있음을 인지한다.

예시된 실시양태에서, 채널 (214)는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 단면을 가짐으로써, 컬럼 형태의 분리부 (204a)를 형성하지만; 채널은 상기한 실시양태에 대하여 기재한 바와 같이 V자형 또는 U자형 단면과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 채널 (214)는 전형적으로 약 1 mm 이상, 보다 전형적으로는 2 mm 이상, 및 훨씬 더 전형적으로는 3 mm 이상의 폭 (W)를 갖는다. 채널 (214)는 전형적으로 약 2 mm 이상, 보다 전형적으로는 약 5 mm 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 7 mm 이상의 깊이 ("D")를 갖는다.

도 6은, 분리부 (304a)가 탄성체 (304)의 한쪽 측면으로부터 다른 한쪽 측면으로 연장되는 대각선으로 배열된 일반적으로 평행한 좁은 절단부 또는 슬릿 (334)의 격자에 의해 한정된 것을 제외하고는, 도 1 및 도 2의 연마 물품과 유사한 탄성 연마 물품 (302)를 나타낸다. 이러한 방식으로 형성되면, 분리부 (304a)는 인접 관계로 배열되지만 인접한 분리 영역에 대해 일반적으로 독립적으로 압축되거나 이동하는 것이 가능하다. 슬릿 (334)는 전형적으로 약 2 mm 이상, 보다 전형적으로는 약 5 mm 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 7 mm 이상의 깊이를 갖는다.

도 7은, 융기 영역이 연속적으로 상호연결된 연마 표면 (460)이고, 함몰 영역이 연마 표면 (460)으로 둘러싸인 연마재를 함유하지 않는 다수의 개별적 홀 (462)를 포함하는 탄성 연마 물품 (402)를 나타낸다. 연속적으로 상호연결된 연마 표면 (460)은 특정 윤곽을 갖는 표면에 대하여, 도 1 내지 5의 개별적 분리부 (4a) 및 (104a) 또는 도 5의 종방향으로 연장된 융기부 (226)과 동일한 정도의 정합성을 제공하지는 않지만, 연마 표면 (460)이 특정 윤곽을 갖는 표면에 정합되는 능력이 홀 (462)에 의해 어느 정도 향상된다. 홀 (462)가 원형인 것으로 나타내었지만, 홀은 물품의 정합성을 추가로 향상시키기 위해 다양한 크기 및 형상, 및 다양한 패턴이 될 수 있다.

도 8은, 그 자체가 연마 표면을 포함하지 않는 구조화된 탄성 부재 (530)을 포함하는 탄성 연마 물품 (502)을 나타낸다. 예시된 실시양태에서, 물품 (502)는 라운딩된 말단 표면 (506)을 갖는 다수의 평행 세장형 융기부 (526)를 포함하는 활성부 (504c), 및 연마 물품의 활성부 (504c)에 인접하여 배열된 별도의 정합성 연마 부재 (532)를 갖는다. 탄성 부재 (530)은 또한 도 1, 3 및 4 내지 7에 나타낸 탄성체와 유사한 구조를 가질 수 있다.

적합한 연마 부재 (532)는 미국 특허 제6,613,113호에 기재되어 있다. 상기 특허에 기재된 연마 부재는, 각각 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 인접한 연결체 사이에 개방 공간을 제공하는 패턴으로 일반적으로 평면형인 배열로 서로 연결된 다수의 분리된 탄성체를 포함하는 가요성 시트 기재를 포함한다. 그러나, 다른 정합성 연마 시트를 사용할 수도 있다.

연마재로 코팅되지 않은 활성부 (504c)를 갖는 탄성 부재 (530) 및 별도의 연마 부재 (532)를 제공함으로써, 연마 부재 (532)가 효능을 상실한 경우, 전체 연마 물품 (502)를 처분하기보다는 단지 연마 부재 (532)를 새로운 연마 부재로 교체함으로써 탄성 부재 (530)을 재사용하여 낭비를 줄일 수 있다.

사용자가 탄성 부재 (530) 및 연마 부재 (532)를 함께 단순히 쥐고 유지함으로써, 연마 부재 (532)를 탄성 부재 (530)의 활성부 (504c)에 대해 손으로 유지할 수 있다. 별법으로, 부재 (530 및 532)를 적합한 기계적 부착 시스템, 예컨대 후크 및 루프 부착 수단을 이용하거나 또는 접착성 부착에 의해 제거가능하게 부착할 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 다양한 실시양태의 탄성체는 사용자의 손에서 정합적으로 일치되는 크기를 갖는다. 따라서, 탄성체는 전형적으로 2 인치 (50 mm) 이상의 폭 및 3 인치 (76 mm) 이상의 길이를 갖는다. 또한, 본 발명은 전형적으로 약 5 mm 이상, 보다 전형적으로는 약 10 mm 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 20 mm 이상의 전체 두께를 갖는다.

탄성체의 두께는 적어도 두가지 이유에서 중요하다. 첫째, 충분한 두께는 사용자가 용이하게 연마 물품을 쥘 수 있게 한다. 또한, 두께는 적어도 부분적으로 사용자에 의해 인가된 샌딩 힘을 물품의 연마 표면에 보다 균일하게 분포시킴으로써 보다 균일한 샌딩 압력을 제공하기 위해 제공된다. 즉, 힘이 비교적 얇은 탄성체의 특정 영역에 인가되면, 그 힘은 탄성체를 통해 연마 표면의 특정 영역으로 전달된다. 이는 집중되고 불균일한 샌딩을 초래할 수 있다. 인가된 힘의 분포는 또한 탄성체 자체의 밀도에 따라 달라진다. 따라서, 발포체로 형성된 탄성체에서, 발포체는 전형적으로 약 2 lb /ft³ (pcf) 이상, 보다 전형적으로는 약 4 pcf 이상, 훨씬 더 전형적으로는 약 6 pcf 이상의 밀도를 갖는다. 탄성체에 적합한 물질은 하기에 별도로 기재한다.

또한, 임의의 실시양태에서 분리부는 일반적으로 약 4 mm 이상, 보다 일반적으로는 약 6 mm 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 9 mm 이상의 높이를 갖는다.

도 9는, 상기한 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 연마 물품을 목재 트림 성형물과 같은 특정 윤곽을 갖는 작업 표면 (44)를 샌딩하는 데 사용하는 방법을 일반적으로 나타낸다. 먼저 사용자가 연마 물품 (2)를 손으로 쥐고 단단히 유지하여 연마 말단 표면 (6)이 샌딩될 작업 표면 (44)와 마주보게 한다. 이어서, 분리부 (4a)가 특정 윤곽을 갖는 표면 (44)에 실질적으로 정합될 때까지 연마 물품 (2)를 작업 표면 (44)에 대해 압착시킨다. 분리부 (4a)는 인접한 분리부 (4a)에 대해 독립적으로 변형될 수 있기 때문에, 연마 말단 표면 (6)이 작업 표면의 불균일 또는 불규칙한 프로파일에 보다 용이하게 일치되고, 이로써 표면 (44)의 보다 완전한 표면 적용범위가 제공될 수 있다. 샌딩 작업을 완료하기 위해, 연마 물품 (2)를 작업 표면 (44)를 따라 앞뒤로 이동시키면서, 작업 표면 (44)로부터 원하는 양의 물질이 제거될 때까지 작업 표면 (44)에 대해 충분한 압력을 유지한다. 작업 표면 (44)로부터 물질을 제거하기 위해, 연마 입자는 샌딩되는 작업 표면의 경도보다 큰 경도를 가짐을 인지한다.

상기한 다양한 실시양태에 적용가능한 본 발명의 다른 면을 하기에 보다 상세히 기재한다.

탄성체의 물질

일반적으로, 하나 이상의 코팅가능한 표면을 갖는 임의의 탄성 또는 정합성 물질을 샌딩 물품의 탄성체에 사용할 수 있다. 이들 물질은 연속-셀형(open-cell) 발포체, 독립 셀형(closed-cell) 발포체 및 망상 발포체를 포함하며, 이들은 각각 내구성 외부 스킨층을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 발포체 물질은 합성 중합체 물질, 예컨대 폴리우레탄, 발포성 고무 및 실리콘 및 천연 스폰지 물질로부터 제조될 수 있다. 발포체의 두께는 연마 물품의 원하는 최종 용도에 의해서만 제한된다. 바람직한 탄성체는 약 1 mm 내지 약 50 mm 범위의 두께를 갖지만, 보다 두꺼운 두께를 갖는 탄성체를 사용할 수도 있다.

메이크 코트

일반적으로, 임의의 메이크 코트 접착제 물질을 사용하여 연마 입자를 탄성체에 접착시킬 수 있다. 메이크 코트는 전형적으로 메이크 코트 전구체를 탄성체에 도포함으로써 형성된다. "메이크 코트 전구체"는, 연마 물품의 탄성체에 도포됨으로써 연마 입자를 탄성체에 고정시키는 작용을 하는 코팅가능한 수지상 접착제 물질을 지칭한다. "메이크 코트"는 메이크 코트 전구체를 경화시킴으로서 형성된 연마 물품 탄성체 상의 경화된 수지의 층을 지칭한다.

특정 실시양태에서, 메이크 코트 접착제의 두께는 경화된 메이크 접착제층 상에 돌출된 개별적 입자 길이의 약 10%, 20% 또는 30% 이상 내지 약 35%, 40% 또는 45 % 이하가 되도록 조정한다. 일반적으로, 보다 큰 그릿(grit) 미네랄 (보다 작은 그릿 수)에는 보다 작은 그릿 미네랄 (보다 큰 그릿 수)에 비해 많은 메이크 접착제가 요구된다.

메이크 코트 전구체는 일반적으로, 경화시 연마 입자를 탄성체의 코팅가능한 표면에 고정 접합시키는 데 필요한 접착력을 제공하는 코팅 중량으로 물품의 탄성체에 도포한다. 전형적인 메이크 코트에서, 메이크 코트의 건조 부가 중량은 약 1 내지 20개 알갱이/24 in² (4.2 내지 84 g/m²)의 범위이다. 특정 실시양태에서, 메이크 코트 건조 부가 중량은 2개 알갱이/24 in² (8.4 g/m²), 4개 알갱이/24 in² (16.8 g/m²) 또는 6개 알갱이/24 in² (25.2 g/m²)의 하한을 갖고, 8개 알갱이/24 in² (33.6 g/m²), 10개 알갱이/24 in² (42 g/m²) 또는 12개 알갱이/24 in² (50.4 g/m²)의 상한을 갖는다.

메이크 코트층은 바람직하게는 유기 전구체 중합체 서브유닛을 포함한다. 전구체 중합체 서브유닛은 바람직하게는 표면을 코팅할 수 있도록 충분히 유동가능하다. 전구체 중합체 서브유닛의 고화는 경화 (예를 들어, 중합 및/또는 가교), 건조 (예를 들어, 액체 제거) 및/또는 간단히 냉각에 의해 달성할 수 있다. 전구체 중합체 서브유닛은 유기 용매 기재, 수-기재 또는 100% 고체 (즉, 실질적으로 용매를 함유하지 않는) 조성물일 수 있다. 열가소성 및/또는 열경화성 중합체 또는 물질 양쪽 모두 뿐만 아니라 이들의 조합을 전구체 중합체 서브유닛으로서 사용할 수 있다. 전구체 중합체 서브유닛의 경화, 건조 또는 냉각시, 조성물이 메이크 코트를 형성한다. 바람직한 전구체 중합체 서브유닛은 축합 경화성 수지 또는 부가 중합성 수지일 수 있다. 부가 중합성 수지는 에틸렌계 불포화 단량체 및/또는 올리고머일 수 있다. 사용가능한 가교성 물질의 예로는, 페놀계 수지, 비스말레이미드 결합제, 비닐 에테르 수지, 펜던트 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 아크릴화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물이 포함된다.

전구체 중합체 서브유닛은 바람직하게는 경화성 유기 물질 (즉, 열 및/또는 다른 에너지원, 예컨대 전자 빔, 자외선광, 가시광 등에 노출시, 또는 화학적 촉매, 수분 또는 중합체를 경화 또는 중합시키는 다른 작용제 첨가시 시간에 따라 중합 및/또는 가교될 수 있는 중합체 서브유닛 또는 물질)이다. 전구체 중합체 서브유닛의 예로는, 아미노 중합체 또는 아미노플라스트 중합체, 예컨대 알킬화 우레아-포름알데히드 중합체, 멜라민-포름알데히드 중합체 및 알킬화 벤조구아나민-포름알데히드 중합체, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 알킬 아크릴레이트를 포함하는 아크릴레이트 중합체, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 우레탄, 아크릴화 폴리에스테르, 아크릴화 폴리에테르, 비닐 에테르, 아크릴화 오일 및 아크릴화 실리콘, 알키드 중합체, 예컨대 우레탄 알키드 중합체, 폴리에스테르 중합체, 반응성 우레탄 중합체, 페놀계 중합체, 예컨대 레졸 및 노볼락 중합체, 페놀계/라텍스 중합체, 에폭시 중합체, 예컨대 비스페놀 에폭시 중합체, 폴리올 개질된 에폭시 중합체, 이소시아네이트, 이소시아누레이트, 폴리실록산 중합체, 예를 들면 알킬알콕시실란 중합체 또는 반응성 비닐 중합체가 포함된다. 생성된 결합제는 단량체, 올리고머, 중합체 또는 이들의 조합 형태일 수 있다.

아미노플라스트 전구체 중합체 서브유닛은 분자 또는 올리고머 당 1개 이상의 펜던트 알파, 베타-불포화 카르보닐기를 갖는다. 이들 중합체 물질은 미국 특허 제4,903,440호 (Larson et al.) 및 동 제5,236,472호 (Kirk et al.)에 더 설명되어 있다.

바람직한 경화 연마 코팅은 자유 라디칼 경화성 전구체 중합체 서브유닛으로부터 생성된다. 이들 전구체 중합체 서브유닛은 열 에너지 및/또는 방사 에너지에 노출시 급속히 중합될 수 있다. 자유 라디칼 경화성 전구체 중합체 서브유닛의 하나의 바람직한 서브세트로는 에틸렌계 불포화 전구체 중합체 서브유닛이 포함된다. 이러한 에틸렌계 불포화 전구체 중합체 서브유닛의 예로는, 펜던트 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 단량체 또는 올리고머, 에틸렌계 불포화 단량체 또는 올리고머, 아크릴화 이소시아누레이트 단량체, 아크릴화 우레탄 올리고머, 아크릴화 에폭시 단량체 또는 올리고머, 에틸렌계 불포화 단량체 또는 희석제, 아크릴레이트 분산액 및 이들의 혼합물이 포함된다. 용어 "아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 양쪽 모두를 포함한다.

에틸렌계 불포화 전구체 중합체 서브유닛은, 탄소, 수소 및 산소, 및 임의로는 질소 및 할로겐 원자를 함유하는 단량체 및 중합체 화합물 양쪽 모두를 포함한다. 산소 또는 질소 원자, 또는 이들 양쪽 모두는 일반적으로 에테르, 에스테르, 우레탄, 아미드 및 우레아기 형태로 존재한다. 에틸렌계 불포화 단량체는 일관능성, 이관능성, 삼관능성 또는 사관능성이거나, 또는 심지어 더 높은 관능가를 가질 수 있고, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 기재의 단량체를 포함한다. 적합한 에틸렌계 불포화 화합물은 바람직하게는, 지방족 모노히드록시기 또는 지방족 폴리히드록시기를 함유하는 화합물과 불포화 카르복실산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산 또는 말레산의 반응으로부터 제조된 에스테르이다. 에틸렌계 불포화 단량체의 대표적 예로는, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 아크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 카프로락톤 아크릴레이트, 카프로락톤 메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노아크릴레이트, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 아크릴레이트, 프로필화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트가 포함된다. 다른 에틸렌계 불포화 물질로는, 카르복실산의 모노알릴, 폴리알릴 또는 폴리메트알릴 에스테르 및 아미드, 예컨대 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트 또는 N,N-디알릴아디파미드가 포함된다. 또다른 질소 함유 에틸렌계 불포화 단량체로는, 트리스(2-아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 1,3,5-트리(2-메틸아크릴옥시에틸)-s-트리아진, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸-아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 또는 N-비닐-피페리돈이 포함된다.

바람직한 전구체 중합체 서브유닛은 2종 이상의 아크릴레이트 단량체의 블렌드를 함유한다. 예를 들어, 전구체 중합체 서브유닛은 삼관능성 아크릴레이트 및 일관능성 아크릴레이트 단량체의 블렌드일 수 있다. 하나의 전구체 중합체 서브유닛의 일례는, 프로폭실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트와 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 아크릴레이트의 블렌드이다.

예를 들어 미국 특허 제4,751,138호 (Tumey et al.)에 기재된 바와 같이, 아크릴레이트와 에폭시 중합체의 혼합물로부터 전구체 중합체 서브유닛을 배합하는 것도 가능하다.

다른 전구체 중합체 서브유닛으로는, 1개 이상의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아누레이트 유도체가 포함되고, 1개 이상의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 유도체는 미국 특허 제4,652,274호 (Boettcher et al.)에 더 설명되어 있다. 바람직한 이소시아누레이트 물질은 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트의 트리아크릴레이트이다.

또다른 전구체 중합체 서브유닛으로는, 히드록시 말단 이소시아네이트 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 디아크릴레이트 우레탄 에스테르 뿐만 아니라 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트 우레탄 에스테르가 포함된다. 상업적으로 입수가능한 아크릴화 우레탄의 예로는, 모톤 케미칼(Morton Chemical, 미국 미시시피주 모스 포인트 소재)로부터 상표명 "유비탄(UVITHANE) 782"로; UCB 래드큐어 스페셜티즈(UCB Radcure Specialties, 미국 조지아주 스미나 소재)로부터 상표명 "CMD 6600", "CMD 8400" 및 "CMD 8805"로; 헨켈 코포레이션(Henkel Corp., 미국 뉴저지주 호보켄 소재)으로부터 상표명 "포토머(PHOTOMER)" 수지 (예를 들어, 포토머 6010)로; UCB 래드큐어 스페셜티즈로부터 상표명 "에베크릴(EBECRYL) 220" (육관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), "에베크릴 284" (1,6-헥산 디올 디아크릴레이트로 1200배 희석된 지방족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 4827" (방향족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 4830" (테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트로 희석된 지방족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 6602" (트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트로 희석된 삼관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), "에베크릴 840" (지방족 우레탄 디아크릴레이트) 및 "에베크릴 8402" (지방족 우레탄 디아크릴레이트)로; 또한 사토머 컴파니(Sartomer Co., 미국 펜실바니아주 엑스톤 소재)로부터 상표명 "사토머(SARTOMER)" 수지 (예를 들어, "사토머" 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80, CN980M50 등)로 입수가능한 것들이 포함된다.

또다른 전구체 중합체 서브유닛으로는, 디아크릴레이트 에폭시 에스테르 뿐만 아니라 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트 에폭시 에스테르, 예컨대 비스페놀 A 에폭시 중합체의 디아크릴레이트 에스테르가 포함된다. 상업적으로 입수가능한 아크릴화 에폭시의 예로는, UCB 래드큐어 스페셜티즈로부터 상표명 "CMD 3500", "CMD 3600" 및 "CMD 3700"으로 입수가능한 것들이 포함된다.

다른 전구체 중합체 서브유닛은 아크릴화 폴리에스테르 중합체일 수도 있다. 아크릴화 폴리에스테르는 이염기성 산/지방족 디올 기재의 폴리에스테르와 아크릴산의 반응 생성물이다. 상업적으로 입수가능한 아크릴화 폴리에스테르의 예로는, 헨켈 코포레이션으로부터의 상표명 "포토머 5007" (육관능성 아크릴레이트) 및 "포토머 5018" (사관능성 테트라아크릴레이트); 및 UCB 래드큐어 스페셜티즈로부터의 상표명 "에베크릴 80" (사관능성 개질된 폴리에스테르 아크릴레이트), "에베크릴 450" (지방산 개질된 폴리에스테르 헥사아크릴레이트) 및 "에베크릴 830" (육관능성 폴리에스테르 아크릴레이트)으로 공지된 것들이 포함된다.

또다른 바람직한 전구체 중합체 서브유닛은 에틸렌계 불포화 올리고머와 단량체의 블렌드이다. 예를 들어, 전구체 중합체 서브유닛은 아크릴레이트 관능성 우레탄 올리고머와 1개 이상의 일관능성 아크릴레이트 단량체의 블렌드를 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트 단량체는 오관능성 아크릴레이트, 사관능성 아크릴레이트, 삼관능성 아크릴레이트, 이관능성 아크릴레이트, 일관능성 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합일 수 있다.

전구체 중합체 서브유닛은 미국 특허 제5,378,252호 (Follensbee)에 기재된 바와 같이 아크릴레이트 분산액일 수도 있다.

열경화성 중합체 이외에, 열가소성 결합제를 사용할 수도 있다. 적합한 열가소성 중합체의 예로는, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블럭 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블럭 공중합체, 아세탈 중합체, 폴리비닐 클로라이드 및 이들의 조합이 포함된다.

임의로는 열경화성 수지와 블렌딩된 수용성 전구체 중합체 서브유닛을 사용할 수 있다. 수용성 전구체 중합체 서브유닛의 예로는, 폴리비닐 알콜, 아교(hide glue) 또는 수용성 셀룰로스 에테르, 예컨대 히드록시프로필메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로스가 포함된다. 이들 결합제는 미국 특허 제4,255,164호 (Butkze et al.)에 보고되어 있다.

에틸렌계 불포화 단량체 및 올리고머를 함유하는 전구체 중합체 서브유닛의 경우에는, 중합 개시제를 사용할 수 있다. 그의 예로는, 유기 과산화물, 아조 화합물, 퀴논, 니트로소 화합물, 아실 할라이드, 히드라존, 메르캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 이미다졸, 클로로트리아진, 벤조인, 벤조인 알킬 에테르, 디케톤, 페논 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 상업적으로 입수가능한 적합한 자외선 활성화 광개시재의 예는, 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals, 미국 뉴욕주 태리타운 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 "이르가큐어(IRGACURE) 651", "이르가큐어 184" 및 "다로큐르(DAROCUR) 1173" 등의 상표명을 갖는다. 또다른 가시광 활성화 광개시제는 시바 가이기 컴파니(Ciba Geigy Company)로부터 상업적으로 입수가능한 상표명 "이르가큐어 369"를 갖는다. 적합한 가시광 활성화 개시제의 예는, 미국 특허 제4,735,632호 (Oxman et al.) 및 동 제5,674,122호 (Krech et al.)에 보고되어 있다.

적합한 개시제 시스템은 감광제를 포함할 수 있다. 대표적 감광제는 카르보닐기 또는 3급 아미노기, 또는 이들의 혼합물을 가질 수 있다. 카르보닐기를 갖는 바람직한 감광제는 벤조페논, 아세토페논, 벤질, 벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, 크산톤, 티오크산톤, 9,10-안트라퀴논, 또는 다른 방향족 케톤이다. 3급 아민을 갖는 바람직한 감광제는 메틸디에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 트리에탄올아민, 페닐메틸-에탄올아민 또는 디메틸아미노에틸벤조에이트이다. 상업적으로 입수가능한 감광제로는, 비들 소이어 코포레이션(Biddle Sawyer Corp.)으로부터의 "쿠안티큐어(QUANTICURE) ITX", "쿠안티큐어 QTX", "쿠안티큐어 PTX", "쿠안티큐어 EPD"가 포함된다.

일반적으로, 감광제 또는 광개시제 시스템의 양은 전구체 중합체 서브유닛의 성분들의 약 0.01 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.25 내지 4.0 중량%로 변할 수 있다.

또한, 전구체 중합체 서브유닛내에 개시제를 (바람직하게는 균일하게) 분산시킨 후에 연마 입자 및/또는 충전제 입자와 같은 임의의 미립자 물질을 첨가하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 전구체 중합체 서브유닛을 방사 에너지, 바람직하게는 자외선광 또는 가시광에 노출시켜 전구체 중합체 서브유닛을 경화 또는 중합시키는 것이 바람직하다. 일부 경우에는, 특정 연마 입자 및/또는 특정 첨가제가 자외선 및 가시광을 흡수하고, 이는 전구체 중합체 서브유닛의 적절한 경화를 방해할 수 있다. 이는, 예를 들어 세리아 연마 입자에서 나타난다. 포스페이트 함유 광개시제, 특히 아실포스핀 옥시드 함유 광개시제의 사용은 이러한 문제를 최소화할 수 있다. 이러한 아실포스페이트 옥시드의 일례는, 바스프 코포레이션(BASF Corporation, 독일 루드빅샤펜 소재)으로부터 상표명 "루시린 트폴(LUCIRIN TPOL)"로 상업적으로 입수가능한 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥시드이다. 상업적으로 입수가능한 아실포스핀 옥시드의 다른 예로는, 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 상업적으로 입수가능한 "다로큐르 4263" 및 "다로큐르 4265"가 포함된다.

결합제가 에폭시 또는 비닐 에테르를 기재로 하는 경우, 양이온 개시제를 사용하여 중합을 개시할 수 있다. 양이온 개시제의 예로는, 오늄 양이온의 염, 예컨대 아릴술포늄염, 뿐만 아니라 유기금속염, 예컨대 이온 아렌 시스템이 포함된다. 다른 예는 미국 특허 제4,751,138호 (Tumey et al.); 동 제5,256,170호 (Harmer et al.); 동 제4,985,340호 (Palazzotto) 및 동 제4,950,696호에 보고되어 있다.

이중-경화 및 혼성-경화 광개시제 시스템을 사용할 수도 있다. 이중-경화 광개시제 시스템에서, 경화 또는 중합은 동일하거나 상이한 반응 메카니즘에 의해 별도의 두 단계로 일어난다. 혼성-경화 광개시제 시스템에서는, 자외선/가시광 또는 전자-빔 방사에 노출시 2개의 경화 메카니즘이 동시에 일어난다.

메이크 코트는 물품의 적어도 한쪽 측면에 도포하며, 임의 수의 표면에 도포할 수 있다. 메이크 코트 결합제 전구체는 임의의 통상적 기술, 예컨대 나이프 코팅, 분무 코팅, 롤 코팅, 로토그라비어 코팅, 커튼 코팅 등에 의해 코팅할 수 있다. 전형적으로 연마 코팅을 메이크 코트로 코팅된 표면에 도포한다. 두 표면에 도포하는 경우, 연마 입자 크기는 각 면에 대해 동일하거나 상이할 수 있다.

연마 입자

본 발명에 적합한 연마 입자는 융합된 산화알루미늄, 열 처리된 산화알루미늄, 알루미나 기재의 세라믹, 탄화규소, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 가닛, 다이아몬드, 세리아, 입방 질화붕소, 분쇄 유리, 석영, 이붕소화티타늄, 졸 겔 연마재 및 이들의 조합이 포함된다. 졸 겔 연마 입자의 예는, 미국 특허 제4,314,827호(Leitheiser et al.); 동 제4,623,364호 (Cottringer et al); 동 제4,744,802호 (Schwabel); 동 제4,770,671호 (Monroe et al.) 및 동 제4,881,951호 (Wood et al.)에서 찾아볼 수 있다. 연마 입자는 특정 형상 (예를 들어, 막대형, 삼각형 또는 각뿔형)을 갖거나 또는 특정 형상을 갖지 않을 (즉, 불규칙할) 수 있다. 용어 "연마 입자"는 연마 알갱이, 응집물 또는 다수의 알갱이 연마 과립을 포함한다. 이러한 응집물의 예는, 미국 특허 제4,652,275호 (Bloecher, et al.) 및 동 제5,975,988호 (Christianson)에 기재되어 있고, 이들은 본 발명의 양수인에게 양도되었다. 응집물은 불규칙한 형상을 갖거나, 또는 이들이 명확한 형상, 예를 들어 입방체형, 각뿔형, 각뿔대형 또는 구형으로 연합될 수 있다. 응집물은 연마 입자 또는 알갱이 및 접합제를 포함한다. 접합제는 유기물 또는 무기물일 수 있다. 유기 결합제의 예로는, 페놀계 수지, 우레아-포름알데히드 수지 및 에폭시 수지가 포함된다. 무기 결합제의 예로는, 금속 (예컨대, 니켈) 및 금속 산화물이 포함된다. 금속 산화물은 통상적으로 유리 (유리화됨), 세라믹 (결정성) 또는 유리-세라믹으로 분류된다. 세라믹 응집물에 대한 추가의 정보는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제5,975,988호 (Christianson)에 개시되어 있다.

본 발명의 적용에 유용한 산화알루미늄 알갱이는, 융합된 산화알루미늄, 열 처리된 산화알루미늄 및 세라믹 산화알루미늄을 포함한다. 이러한 세라믹 산화알루미늄의 예는, 미국 특허 제4,314,827호 (Leitheiser, et al.), 동 제4,744,802호 (Schwabel), 동 제4,770,671호 (Monroe, et al.) 및 동 제4,881,951호 (Wood, et al.)에 개시되어 있다.

연마 입자는 입자에 원하는 특성을 제공하는 물질로 코팅할 수 있다. 예를 들어, 연마 입자의 표면에 도포되는 물질은 연마 입자와 중합체 사이의 접착력을 향상시키는 것으로 나타났다. 또한, 연마 입자의 표면에 도포되는 물질은 전구체 중합체 서브유닛내에서의 연마 입자의 분산성을 향상시킬 수 있다. 별법으로, 표면 코팅은 생성된 연마 입자의 절단 특성을 변경시키고 향상시킬 수 있다. 이러한 표면 코팅은, 예를 들어 미국 특허 제5,011,508호(Wald et al.); 동 제3,041,156호 (Rowse et al.); 동 제5,009,675호 (Kunz et al.); 동 제4,997,461호 (Markhoff-Matheny et al.); 동 제5,213,951호 (Celikkaya et al.); 동 제5,085,671호 (Martin et al.) 및 동 제5,042,991호 (Kunz et al.)에 기재되어 있다.

본 발명의 유리한 적용을 위한 연마 입자의 평균 입도는 약 0.1 ㎛ 이상, 바람직하게는 약 65 ㎛ 이상이다. 약 100 ㎛의 입도는 미국 규격 협회 (ANSI) 표준 B74.18-1984에 따라 코팅 연마 등급 150의 연마 알갱이에 대략적으로 상응한다. 연마 입자는 연마 물품의 원하는 최종 용도에 따라 배향될 수 있거나, 또는 배향 없이 연마 물품의 표면에 도포될 수 있다.

연마 입자는 임의의 통상적 기술, 예컨대 정전기 코팅 또는 적하 코팅에 의해 메이크 코트 전구체내로 매립될 수 있다. 정전기 코팅 동안, 정전하가 연마 입자에 인가되고, 이는 연마 입자를 상부로 밀어낸다. 정전기 코팅은 연마 입자를 배향하는 경향이 있고, 이는 일반적으로 보다 우수한 연마 성능을 유도한다. 적하 코팅에서는, 연마 입자는 공급 장소로부터 밀려나와 중력에 의해 결합제 전구체로 도입된다. 연마 입자를 기계적 힘에 의해 상부로 밀어내어 결합제 전구체로 도입하는 것도 본 발명의 범위내에 포함된다.

첨가제

메이크 코트 전구체 또는 사이즈 코트 전구체, 또는 이들 양쪽 모두는 충전제, 섬유, 윤활제, 분쇄 조제, 습윤제, 증점제, 로딩방지제, 계면활성제, 안료, 염료, 커플링제, 광개시제, 가소제, 현탁제, 대전방지제 등과 같은 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 가능한 충전제로는, 탄산칼슘, 산화칼슘, 메타규산칼슘, 알루미나 삼수화물, 빙정석, 마그네시아, 카올린, 석영 및 유리가 포함된다. 분쇄 조제로서 기능할 수 있는 충전제로는, 빙정석, 붕불화칼륨, 장석 및 황이 포함된다. 충전제는 경화 코트의 우수한 가요성 및 인성을 유지하면서 메이크 또는 사이즈 코트 전구체 100 부 당 약 400 부 이하, 바람직하게는 약 30 내지 약 150 부의 양으로 사용할 수 있다. 이들 물질의 양은 당업자에게 공지된 바와 같이 원하는 특성을 제공하도록 선택된다.

유기 용매 및/또는 물을 전구체 조성물에 첨가하여 점도를 변경할 수 있다. 특정 유기 용매 및/또는 물의 선택은 당업계에서 실행되는 기술 범위내에 있으며 결합제 전구체에 사용되는 열경화성 수지 및 이들 수지의 사용량에 따라 달라지는 것으로 여겨진다.

일반적 제조 방법

본원에 기재된 다양한 실시양태의 메이크 코트는, 예를 들어 롤 코팅, 분무 코팅 또는 커튼 코팅을 비롯한 통상적 코팅 기술을 이용하여 도포할 수 있다. 놀랍게도, 메이크 코트 조성물의 점탄성 특성 및 메이크 코트의 도포 속도가 주의깊게 조절되는 경우, 추가로 커튼 코팅을 이용하여 분리부 사이의 영역에 메이크 코트를 도포하지 않으면서 분리된 영역의 말단 표면에 메이크 코트를 도포할 수 있음이 발견되었다.

연마 입자는, 적하 코팅 또는 정전기 코팅과 같은 통상적 기술을 이용하여 메이크 코트에 도포할 수 있다.

본원에 기재된 본 발명의 다양한 실시양태의 활성부의 구조화된 형상은, 메이크 코트 및 연마 입자를 탄성체에 도포하기 전 또는 후에, 예를 들어 블레이드, 레이저, 워터 젯 또는 가열된 와이어를 이용하여 탄성체를 절단하는 것을 포함하는 각종 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 표면 형상은 원하는 패턴을 갖는 열 성형 다이를 이용하여 형성할 수 있다.

본 발명의 범위 및 진의로부터 벗어나지 않는 본 발명에 대한 다양한 변화 및 변경이 당업자에게 명확할 것이다. 예를 들어, 탄성체의 둘 이상의 표면이 구조화된 연마 표면을 포함할 수 있고, 연마 표면이 상이한 유형 및 크기의 연마 입자를 포함할 수 있음을 인지할 것이다. 본 발명은 본원에 기재된 예시적 실시양태에 의해 부당하게 제한되도록 의도되지 않고, 이러한 실시양태는 단지 예로서 기재된 것이며, 본 발명의 범위는 하기 본원에 기재된 청구의 범위에 의해서만 제한되도록 의도됨을 이해하여야 한다.

Claims

물품이

(a) 연마 작업 표면을 한정하는 융기된 말단 표면을 갖는 다수의 분리부를 포함하는 탄성체;

(b) 분리부 말단 표면 상의 접착제 메이크 코트; 및

(c) 메이크 코트내에 적어도 부분적으로 매립된, 1200 누프(Knoop) 이상의 경도를 갖는 연마 입자

를 포함하는, 특정 윤곽을 갖는 표면의 연마를 위한 휴대용 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 연마 입자가 산화알루미늄, 알루미나 기재의 세라믹, 탄화규소, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 가닛, 다이아몬드, 세리아, 입방 질화붕소, 분쇄 유리, 석영, 이붕소화티타늄, 졸 겔 연마재 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 탄성체가 단일 물품인 샌딩 블럭.
제3항에 있어서, 탄성체가 연속 블럭부를 포함하고, 분리부가 블럭부로부터 외측으로 연장되는 샌딩 블럭.
제4항에 있어서, 분리부가 이격되어 있는 샌딩 블럭.
제4항에 있어서, 분리부가 함몰 영역에 의해 분리되어 있는 샌딩 블럭.
제6항에 있어서, 함몰 영역이 접착제 메이크 코트 및 연마 입자를 실질적으로 갖지 않는 샌딩 블럭.
제7항에 있어서, 함몰 영역이 세장형(elongated) 채널인 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 채널이 약 1 mm 이상의 폭을 갖는 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 채널이 약 4 mm 이상의 폭을 갖는 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 함몰 영역과 분리부 말단 표면 사이의 높이 차이가 약 2 mm 이상인 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 함몰 영역과 분리부 말단 표면 사이의 높이 차이가 약 5 mm 이상인 샌딩 블럭.
제11항에 있어서, 분리부 말단 표면이 일반적으로 평면형인 영역을 포함하는 샌딩 블럭.
제13항에 있어서, 각각의 채널이 작업 표면에 수직인 일반적으로 평행한 측면, 및 이 측면에 수직인 일반적으로 평면형인 저면을 갖고, 여기서 채널은 측면과 저면에 접해있는 영역내에 원형부를 포함하는 샌딩 블럭.
제14항에 있어서, 측면 표면과 말단 표면에 접해있는 영역이 라운딩(rounding)된 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 채널이 직선형 격자로 제공된 샌딩 블럭.
제16항에 있어서, 채널이 연마 물품의 측면에 대해 대각선으로 배열된 샌딩 블럭.
제17항에 있어서, 분리부가 평행한 파이프형, 원주형, 돔형, 각뿔대형 및 원뿔대형 형상 중 하나 이상을 갖는 돌출부인 샌딩 블럭.
제18항에 있어서, 돌출부가 연마 입자로 코팅된 말단 표면을 갖는 다수의 개별적 컬럼을 포함하는 샌딩 블럭.
제19항에 있어서, 컬럼이 일반적으로 평면형인 말단 표면을 갖는 샌딩 블럭.
제20항에 있어서, 컬럼이 라운딩된 또는 돔형 말단 표면을 갖는 샌딩 블럭.
제8항에 있어서, 채널이 일반적으로 평행하고, 분리부가 세장형 융기부인 샌딩 블럭.
제22항에 있어서, 융기부가 일반적으로 평면형인 말단 표면을 갖는 샌딩 블럭.
제22항에 있어서, 융기부가 라운딩된 말단 표면을 갖는 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 분리부가 인접되어 있는 샌딩 블럭.
제25항에 있어서, 탄성체가 연마 물품의 길이 방향으로 연장되는 실질적으로 평행한 다수의 슬릿을 포함하는 샌딩 블럭.
제26항에 있어서, 탄성체가 연마 물품의 폭 방향으로 연장되는 실질적으로 평행한 다수의 슬릿을 추가로 포함하는 샌딩 블럭.
제4항에 있어서, 블럭부가 약 10 mm 이상의 두께를 갖는 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 연마 물품이 약 20 mm 이상의 전체 두께를 갖는 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 연마 물품이 사용자의 손에서 손으로 쥘 수 있는 크기를 갖는 샌딩 블럭.
제30항에 있어서, 연마 물품이 2 인치 (50 mm) 이상의 폭 및 3 인치 (76 mm) 이상의 길이를 갖는 샌딩 블럭.
제1항에 있어서, 탄성체가 4 pcf 이상의 밀도를 갖는 발포체로 형성된 샌딩 블럭.
제32항에 있어서, 탄성체가 연속 셀형(open-cell) 폴리우레탄 발포체로 형성된 샌딩 블럭.
(a) 4 lb /ft³의 밀도를 가지며, 연마 작업 표면을 한정하는 융기된 말단 표면을 갖는 다수의 분리부를 추가로 포함하는 탄성 발포체;

(b) 분리부 말단 표면 상의 접착제 메이크 코트; 및

(c) 메이크 코트내에 적어도 부분적으로 매립된 연마 입자

를 포함하는, 표면의 연마를 위한 휴대용 연마 물품.
연속 블럭부 및 불연속 활성부를 갖는 단일 탄성체를 포함하며, 불연속 활성부는 연마재를 갖지 않는 함몰 영역에 의해 분리된 다수의 개별적 융기 연마 영역에 의해 한정된 불연속 연마 표면을 갖는, 표면의 연마를 위한 휴대용 연마 물품.
(a) 다수의 분리부를 포함하는 탄성체; 및

(b) 분리부에 인접하여 배열된 연마 부재

를 포함하는 연마 물품.
제36항에 있어서, 분리부가 이격되어 있는 연마 물품.
제37항에 있어서, 연마 부재가, 각각 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 인접한 연결체 사이에 개방 공간을 제공하는 패턴으로 일반적으로 평면형인 배열로 서로 연결된 다수의 분리된 탄성체를 포함하는 가요성 시트 기재를 포함하는 연마 물품.
연마 물품을 기재 표면 상에서 수동으로 이동시키는 단계를 포함하는, 제1항의 연마 물품을 이용하여 기재 표면 자체로부터 물질을 제거함으로써 기재의 표면 을 변경하는 방법.
제39항에 있어서, 연마 입자가 연마되는 기재 표면의 경도보다 큰 경도를 갖는 것인 방법.
제40항에 있어서, 샌딩되는 표면이 목재인 방법.
제41항에 있어서, 목재 표면이 선형 프로파일을 갖고, 연마 물품이 상기 프로파일에 정합되어 표면에 증가된 표면 적용범위를 제공하는 것인 방법.
(a) 연마 표면을 갖는 탄성체를 제공하는 단계; 및

(b) 연마 표면 및 하부 탄성체로부터 물질을 제거하여 분리부 사이에 비연마 함몰 영역을 형성함으로써 연마 말단 표면을 갖는 개별적 분리부를 형성하는 단계를 포함하는, 휴대용 연마 물품의 제조 방법.
제43항의 방법에 따라 제조된 연마 물품.
(a) 탄성체를 제공하는 단계;

(b) 다수의 융기 영역 및 함몰 영역을 포함하도록 탄성체를 성형하는 단계;

(c) 탄성체의 함몰 영역은 접착제 메이크 코트로 코팅하지 않으면서 융기 영 역을 접착제 메이크 코트로 선택적으로 코팅하는 단계; 및

(d) 연마 입자를 메이크 코트 상에 침착시키는 단계

를 포함하는, 휴대용 연마 물품의 제조 방법.
제45항의 방법에 따라 제조된 연마 물품.