KR20070090220A - 미세 연마지 배킹 물질 및 그의 제조 방법 - Google Patents

미세 연마지 배킹 물질 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

하나의 실시양태에서, 제1 지면 및 제2 지면을 갖는 종이를 제공하고; 제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 합성 중합체 층을 제1 지면에 적용하고; 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 합성 중합체 층을 제1 합성 중합체 층에 적용하는 것을 포함하는, 매끄러운 표면을 갖는 연마제 배킹의 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 미세 연마지의 제조를 위해 매끄러운 외부 표면을 갖는 미세 연마제 배킹의 제조에 사용된다.
연마지, 배킹

Description

미세 연마지 배킹 물질 및 그의 제조 방법 {Fine Abrasive Paper Backing Material and Method of Making Thereof}
연마제 시이트 물질은 다양한 용도에 광범위하게 사용되며, 예로서 사포, 금강사 천, 회전 샌더용 샌딩 디스크, 및 궤도 및 벨트 샌더용 샌딩 스트립을 포함한다. 연마제 시이트 물질은 대부분 종종 연마제의 층, 즉 연마제 입자 또는 그릿을 포함하며, 이는 접착제에 의해 다양한 두께 및 기초 중량의 기판 또는 베이스에 부착된다. 매우 미세한, 또는 초미세 연마제 물질 (평균 직경 6미크론 미만)을 사용함으로써, 연마제 시이트 물질이 또한 제조될 수 있으며, 미세 샌딩 및 광택 조작에 사용될 수 있다.
라텍스 중합체 함침 (통상 라텍스 포화라고도 함)에 의한 종이의 강화는 오랜 관행이다. 사용된 중합체는 전형적으로 합성 물질, 종종 라텍스이며, 종이는 셀룰로스 섬유만으로, 또는 셀룰로스 및 비셀룰로스 섬유의 혼합물로 구성될 수 있다. 중합체 강화는 특히 치수 안정성, 화학적 및 환경적 분해에 대한 내성, 내인열성, 엠보싱가능성, 탄성, 순응성, 수분 및 증기 투과성, 및 내마모성 등과 같은 하나 이상의 특성을 향상시키는 데 사용될 수 있다.
라텍스 중합체 배리어 코팅이 접착제 및 연마제 입자의 적용을 위한 매끄러운 표면을 제공하는 데 또한 사용될 수 있다. 그러나, 라텍스 중합체 배리어 코팅 의 건조 동안, 작은 구멍이 라텍스 층에 나타날 수 있다. 구멍은 건조 동안 수증기의 방출, 및 경화 동안 건조된 필름의 수축으로 인해 나타난다. 이들 구멍은 평균 직경 10 내지 30미크론으로 작으며, 핀홀이라고 한다. 핀홀은 그릿 320 내지 600 (평균 크기 35 내지 16미크론)와 같은 연마 산업에 사용된 미세 크기 그릿 입자에 대해서는 문제가 되지 않는다. 그러나, 초미세 그릿 적용 (즉, 그릿 800 내지 1200 및 더욱 미세한 (12 내지 1.2미크론) 경우, 핀홀의 존재는 최종 연마지 제품의 품질에 영향을 준다. 예를 들어, 핀홀은 초미세 입자를 홀 중에 포획 또는 박히게 할 수 있다. 상기 입자의 포획은 최종 제품 표면 상에서 연마제 입자의 응집을 일으킬 수 있다. 상기 응집은 불균일한 표면을 생성하여 샌딩 품질을 불량하게 한다.
따라서, 그 표면 상에 그릿 입자의 향상된 균일성을 생성하는 초미세 연마지 배킹, 및 그의 제조 방법에 대한 요구가 당업계에 존재한다.
발명의 요약
선행 기술에 직면한 논의된 어려움 및 문제점에 대응하여, 새로운 연마제 배킹 및 상기 연마제 배킹의 제조 방법이 발견되었다. 하나의 실시양태에서, 매끄러운 표면을 갖는 연마제 배킹의 제조 방법은 i) 제1 지면 및 제2 지면을 갖는 종이를 제공하고; ii) 제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 합성 중합체 층을 제1 지면에 적용하고; iii) 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 합성 중합체 층을 제1 합성 중합체 층에 적용하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제2 합성 중합체 층 상에 매끄러운 표면을 형성하기 위해 제2 합성 중합체 층의 적용 후에, 연마제 배킹의 슈퍼칼렌더링 단계를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 매끄러운 표면은 약 100 초과의 베크(Bekk) 평활도, 및 더욱 바람직하게는 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타낸다.
하나의 양태에서, 방법은 무정형 고무상 중합체 필름 층을 제2 지면에 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 무정형 고무상 중합체 필름 층은 예를 들어, 용융 압출, 압출 주조 또는 예비형성된 필름으로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 무정형 고무상 중합체는 폴리에스테르 엘라스토머 및 무정형 고무상 폴리프로필렌으로 구성된 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 무정형 고무상 중합체 필름 층은 건조하거나 젖었을 때 미끄럼 방지 특성을 입증할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 연마제 배킹은 액체 물에 노출시 감김 저항성이다.
종이는 중합체 강화된 종이일 수 있다. 바람직하게는, 종이는 스티렌-부타디엔 및/또는 니트릴-부타디엔 고무 라텍스로 포화될 수 있다.
또다른 양태에서, 방법은 불균일하게 분포된 연마제 입자의 층을 제2 합성 중합체 층에 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 연마제 입자는 바람직하게는 약 6미크론 미만의 크기를 평균으로 한다. 바람직하게는, 연마제 입자의 층은 접착제의 층에 의해 제2 합성 중합체 조성물에 결합한다. 추가 실시양태에서, 연마제 입자의 층은 접착제의 층으로 코팅될 수 있다.
추가 양태에서, 제1 및/또는 제2 합성 중합체 조성물은 예를 들어, 니트릴 및/또는 폴리비닐 클로라이드 래티스(lattice)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 층의 기초 중량은 제1 층의 기초 중량의 대략 반 미만이다.
또다른 실시양태에서, 미세 그릿 연마지 제작에 사용하기 위한 코팅된 연마제 배킹은 제1 및 제2 지면을 갖는 종이, 종이의 제1 표면과 접촉하는 제1 중합체 조성물을 포함하는 제1 층, 제1 층과 접촉하며 매끄러운 외부 표면을 갖는, 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 층을 포함한다. 바람직하게는, 매끄러운 외부 표면은 약 100 초과의 베크 평활도를 나타낸다. 더욱 바람직하게는, 매끄러운 표면은 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타낸다.
추가 실시양태에서, 미세 그릿 연마지는 제1 및 제2 표면을 갖는 종이, 종이의 제1 표면과 접촉하는 제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 층, 제1 층과 접촉하며 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타내는 매끄러운 외부 표면을 포함하는, 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 층을 포함하는 연마제 배킹, 및 약 6미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 미세 그릿 연마제 입자의 층을 포함한다.
본 발명의 기타 특징 및 양태는 하기에 더욱 상세히 논의된다.
도 1은 단일 코팅된 연마제 배킹의 코팅된 표면의 현미경 사진이다.
도 2는 이중 코팅된 연마제 배킹의 코팅된 표면의 현미경 사진이다.
정의
본 명세서에서, 하기 각 용어 또는 구는 다음과 같은 의미(들)을 포함할 것이다.
용어 "연마제 배킹"은 연마제 입자의 층을 제공하도록 의도된 종이, 전형적으로 중합체 강화된 종이를 의미하는 것으로 본원에 사용된다. 용어 "연마지"는 연마제 배킹 및 연마제 입자의 층의 조합을 말한다.
본원에 사용된 용어 "종이"는 셀룰로스 섬유 약 50중량% 이상을 함유하는 임의의 웹 또는 시이트 형 물질을 포함하는 것을 의미한다. 셀룰로스 섬유 외에, 웹은 기타 천연 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 셀룰로스 부직 웹은 비교적 짧은 섬유를 에어레잉 또는 웨트레잉함으로써 제조하여 웹 또는 시이트를 형성할 수 있다. 이와 같이, 용어는 제지 설비로부터 제조된 시이트를 포함한다. 상기 설비는 셀룰로스 섬유만, 또는 셀룰로스 섬유와 기타 천연 섬유 및/또는 합성 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다. 설비는 또한, 제지 분야에 공지된 것과 같은 첨가제 및 기타 물질, 예컨대 충전제, 예를 들어 점토 및 이산화티탄, 계면활성제, 발포방지제 등을 함유할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "배면 층"은 연마지의 배면, 즉 그 위에 연마제 입자의 층을 갖지 않는 연마지의 측면 상의 층 또는 코팅을 말한다.
본원 및 청구의 범위에 사용된 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 비제한적이며, 추가의 인용되지 않은 요소, 조성적 성분 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 용어 "포함하는"은 보다 제한적인 용어 "본질적으로 구성된" 및 "구성된"을 포괄한다.
본 발명에 따라, 제1 및 제2 표면을 갖는 종이가 제1 합성 중합체 층으로 제1 표면 상에 코팅된 다음, 제2 합성 중합체 층으로 제1 합성 중합체 층을 덮어 코팅된 종이를 형성한 다음, 코팅된 종이를 슈퍼칼렌더링하여 매끄러운 연마제 배킹을 형성한다.
본 발명의 연마제 배킹 또는 종이는 라텍스 함침된 종이로부터 제조될 수 있다. 예시만의 목적으로, 라텍스 함침된 종이는 목재 펄프 섬유 또는 반응성 아크릴 중합체 라텍스로 함침된 알파 펄프 섬유의 수중엽 시이트, 예컨대 롬노바 컴퍼니 (미국 펜실바니아주 필라델피아)로부터 구입가능한 로플렉스(Rhoplex)® B-15일 수 있다. 그러나, 원한다면 그 일부 예가 노베온 (미국 오하이오주 클리브랜드)으로부터 구입가능한 하이카(Hycar)® 26083, 26084, 26120, 26104, 26106 및 26322, 롬노바 컴퍼니로부터 구입가능한 로플렉스® HA-8, HA-12 및 NW-1715, 및 노베온 (미국 오하이오주 클리브랜드)으로부터 구입가능한 카르보셋(Carboset)® XL-52을 포함한 폴리아크릴레이트, 바스프 코포레이션 (미국 노쓰캐롤라이나주 샬로뜨)으로부터 구입가능한 부토판(Butofan)® NS 278, 및 다우 케미칼 컴퍼니 (미국 미시건주 미들랜드)로부터 구입가능한 DL-219 및 DL-283을 포함한 스티렌-부타디엔 공중합체, 내쇼날 스타치 앤드 케미칼 컴퍼니 (미국 뉴저지주 브릿지워터)로부터 구입가능한 두르-오-세트(Dur-O-Set)® E-666, E-646 및 E-669을 포함한 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 노베온으로부터 구입가능한 하이카® 1572, 1577 및 1570x55을 포함한 니트릴 고무, 노베온으로부터 구입가능한 바이카(Vycar)® 352를 포함한 폴리(비닐 클로라이드), 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드 (미국 일리노이주 나피어빌)로부터 구입가능한 비낙(Vinac)® XX-210을 포함한 폴리(비닐 아세테이트), 미셀만 인코포레이티드 (미국 오하이오주 신시내티)로부터 구입가능한 미셈(Michem)® 프라임(Prime) 4990 및 모르톤 티오콜 인코포레이티드 (미국 일리노이주 시카고)로부터 구입가능한 아드코트(Adcote) 56220을 포함한 에틸렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 수의 기타 라텍스가 사용될 수 있다.
함침 분산액은 점토 및/또는 불투명화제, 예컨대 이산화티탄을 함유할 수 있다. 이들 두 물질의 예시적인 양은 건조 중량 기준으로 중합체 100부 당 각각 16부 및 4부이다.
단지 예로써, 종이는 함침 전에 50g/㎡의 기초 중량을 가질 수 있다. 종이는 일반적으로 건조 중량 기준으로 약 5 내지 약 50중량% 범위의 함침제를 함유할 수 있으나, 일부 경우 종이 중에 더 높은 수준의 함침제가 적절할 수 있다. 비제한적인 예로서, 종이는 섬유 100중량부 당 함침 고체 18중량부를 함유할 수 있으며, 58g/㎡의 기초 중량 (양자 모두 건조 중량 기준)을 가질 수 있다. 적절한 캘리퍼스는 97±8㎛일 수 있다.
종이의 제1 표면은 제1 합성 중합체 조성물의 제1 층으로 우선 코팅된다. 이후, 코팅된 종이는 제1 층을 덮는 제2 합성 중합체 조성물의 제2 층으로 코팅된다. 조성물이 종이의 제1 표면에 잘 접착 또는 결합하는 한, 임의의 종래의 합성 중합체 조성물이 제1 합성 중합체 조성물을 위해 사용될 수 있다. 제1 층을 위한 적절한 중합체 조성물은 단지 예시로서, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 및 에틸렌 및 하나 이상의 단량체, 예컨대 비닐 아세테이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르 (아크릴레이트), 및 메타크릴산 (메타크릴레이트)의 공중합체; 비닐 단량체, 예컨대 비닐 알콜, 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 클로라이드와 에틸렌의 공중합체; 폴리스티렌, 및 스티렌과 부타디엔 및 아크릴로니트릴의 공중합체; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼중합체; 폴리아미드; 호모중합체 및 공중합체 모두를 포함한 폴리에스테르; 폴리우레탄; 및 폴리에테르 에스테르를 포함한다. 합성 중합체 조성물은 열가소성 물질 또는 열경화성 물질일 수 있다. 특정 예는 노베온으로부터 구입가능한 하이카® 26106과 같은 폴리아크릴레이트, 노베온으로부터 구입가능한 하이카® 1572와 같은 니트릴 고무, 노베온으로부터 구입가능한 바이카® 460×90과 같은 폴리(비닐클로라이드), 및 스티렌-부타디엔 공중합체, 예컨대 카르복실화 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스 에멀션을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
필요한 제1 층의 두께는 코팅된 종이에 대한 의도되는 용도에 따라 다양할 것이다. 예를 들어, 거친 그릿 연마제 제품, 예컨대 200메쉬 이상의 입자 크기를 갖는 연마제 (본원에 사용된 용어 "메쉬"는 U.S. 표준 체 메쉬를 의미하는 것으로 사용됨)의 경우, 더 두꺼운 제1 층이 통상적으로 요구될 것이다. 반면, 광택 또는 미세 표면 마무리를 위해 사용될 더 미세한 그릿 제품의 경우 더 얇은 제1 층이 사용될 것이다. 실질적인 최소 층 두께는 약 25㎛인 반면, 실질적인 최대 층 두께는 약 250㎛이다. 그러나, 층이 연속적인 한, 원하다면 더 얇거나 더 두꺼운 층이 사용될 수 있다. 본질적으로 딱딱한 열가소성 중합체 조성물은 거친 그릿 제품에 대해 더욱 유용할 것인 한편, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및 폴리우레탄과 같은 더 부드럽거나 탄성적인 열가소성 중합체 조성물은 미세한 샌딩 및 광택 천과 같은 미세 그릿 제품에 더욱 유용할 것이다.
제1 층에 대해 상기 기재된 것과 같은 임의의 통상적인 합성 중합체 조성물이 제2 합성 중합체 조성물에 대해 유용할 수 있다. 제1 및 제2 층에 대한 합성 중합체 조성물은 동일 또는 상이할 수 있다. 바람직하게는, 제2 합성 중합체 조성물은 제1 층의 표면에 잘 접착하거나 결합한다. 더욱 바람직하게는, 제2 합성 중합체 조성물은 충분히 잘 유동하여, 제1 층에 존재하는 임의의 핀홀을 채운다. 예를 들어, 30 내지 50센티포아즈 범위의 점도를 갖는 합성 중합체 조성물이 충분히 잘 유동하여, 제1 층에 존재하는 임의의 핀홀을 실질적으로 채울 것으로 예상할 수 있다. 더욱더 바람직하게는, 제2 층에 사용된 제2 합성 중합체 조성물은 종이의 코팅된 표면에 접착제 입자를 부착하기 위해 사용될 수 있는 특정 접착제와 상용적이다.
하나의 실시양태에서, 본질적으로 딱딱한 열가소성 중합체 조성물이 제1 층에 사용된 한편, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및/또는 폴리우레탄과 같이 더 부드럽거나 탄성인 열가소성 중합체 조성물이 미세 샌딩 및 광택 천과 같은 미세한 그릿 제품을 위한 제2 층으로서 사용된다.
제1 및 제2 합성 중합체 조성물은 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해, 순수하게, 적절한 용매 중의 용액으로서, 또는 물 또는 기타 액체 중의 분산액으로서 적용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 점성이며 높은 고체 함량의 유체를 종이의 표면에 적용하는 공정이 이용된다. 상기 공정은 예시의 방법으로만 자외선 조사 경화성 아크릴 및 액체 에폭시 열경화를 포함하는 100% 고체 조성물을 이용할 수 있다. 상기 조성물은 예를 들어, 슬롯 다이 코팅기 및 나이프-오버-롤 코팅기로 적용될 수 있다. 또한, 정전기적 코팅 방법과 같은 열가소성 분말 코팅 방법이 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 특히 직물이 유별나게 다공성이며 본질적으로 개방되는 경우, 용융된 조성물을 직물에 직접적으로 적용하는, 고온 용융 코팅 및 용융 압출과 같은 공정이 사용된다. 원한다면, 합성 중합체 조성물은, 예를 들어 열 또는 접착제 층에 의해 종이의 제2 표면에 결합할 수 있는 필름으로 예비형성될 수 있다.
합성 중합체 조성물의 제1 및 제2 층이 종이의 제1 표면에 적용된 후, 코팅된 종이가 칼렌더 또는 슈퍼칼렌더를 통해 통과하여 제2 층의 표면을 더욱 매끄럽게 한다. 연마제 배킹의 표면에 대한 칼렌더링 효과는 온도, 적용된 압력 및 압력의 지속 기간에 의존한다. 본원의 목적을 위해, 칼렌더링은 주위 또는 상승된 온도에서 실시될 수 있다. 적절한 칼렌더링 압력은 약 50 내지 약 2000파운드-힘/선형 인치 (pli), 바람직하게는 약 100 내지 약 1600pli, 더욱 바람직하게는 약 300 내지 약 1000pli, 더욱더 바람직하게는 약 400 내지 약 600pli일 수 있다. 적절한 온도는 약 20℃ 내지 약 240℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 140℃, 더욱 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃이지만, 더욱더 바람직하게는 온도는 주위 온도이다. 칼렌더링의 지속 시간은 시이트를 위한 종이 배킹의 바람직한 평활도를 생성하기 위해, 칼렌더 롤의 조성 및/또는 닙 압력과 관련하여 변할 수 있다. 예를 들어, 섬유 충전된 롤과 같은 더 부드러운 칼렌더 롤은 압축하여 닙에서 더 큰 접촉 영역을 형성하는 경향이 있어, 칼렌더링의 지속 시간을 증가시킨다. 단단한 강철 롤은 덜 압축하여, 칼렌더링의 지속 시간을 감소시킨다. 하나의 배열에서, 칼렌더 닙은 강철 롤 및 부드러운 섬유 충전된 롤을 포함한다. 또다른 배열에서, 예를 들어, 제조 슈퍼칼렌더 더미는 수직 배열로 서로 쌓아올린 2개 초과의 롤, 바람직하게는 약 9 내지 약 11개의 롤을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 쌓여진 롤은 강철 및 섬유 충전된 롤 사이에서 교대한다. 상기 배열로, 바람직한 평활 수준을 발전시키기 위해, 종이는 약 1600pli 이하의 다양한 압력, 및 예를 들어 약 1 내지 약 8개의 수의 닙에 노출될 수 있다.
생성되는 2층 연속 코팅은 연마제 입자가 전형적으로 접착제 코팅 또는 층에 의해 부착될 수 있는 매끄러운 비다공성 표면을 제공한다. 연속적인 코팅은 또한 연마제 배킹을 함께 결합하여, 코팅된 연마제 배킹의 연마지로의 전환 동안, 및 생성된 연마지의 사용 동안 기계적 비틀림에 대한 저항성을 제공한다.
연마제 배킹은 종이의 제2 표면에 결합한 무정형 고무상 중합체 필름 층을 포함하여, 종이의 감기려는 경향을 감소시키고, 미끄럼 방지 표면을 제공할 수 있다. 단지 예로서, 무정형 고무상 중합체는 폴리에스테르 엘라스토머일 수 있다. 또다른 예로서, 무정형 고무상 중합체는 무정형 고무상 폴리프로필렌일 수 있다. 무정형 고무상 중합체 필름 층은 일반적으로, 당업자에게 공지된 용융 압출 또는 압출 주조 기술에 의해 종이의 제2 표면 상에 형성될 수 있다. 대안적으로, 무정형 고무상 중합체의 예비형성된 필름은 다시 공지된 수단에 의해, 종이의 제2 면에 결합할 수 있다. 일반적으로, 무정형 고무상 중합체 필름 층은 연마지의 필요조건에 따라 임의의 바람직한 두께의 것일 수 있다. 예를 들어, 무정형 중합체 필름 층은 약 5 내지 약 75㎛의 두께를 가질 수 있다. 또다른 예로서, 무정형 중합체 필름 층은 약 12 내지 약 25㎛의 두께를 가질 수 있다.
연마제 입자를 연마제 배킹의 코팅된 표면에 부착하기 위해, 접착제가 연마제 배킹의 매끄러운 코팅된 표면에 적용된다. 임의의 공지된 유형의 접착제가 사용되어, 합성 중합체 조성물의 제2 층에 연마제 입자를 결합할 수 있다. 예를 들어, 접착제는 단지 예로서 에폭시 수지, 에폭시 에스테르, 페놀, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 알키드와 같은 열경화성 접착제일 수 있다. 수 기재 분산액, 예컨대 암모니아 분산된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 또한 사용될 수 있다. 접착제의 선택은 전형적으로, 최종 사용에 의해 지시될 수 있으나, 접착제는 반드시 그 위에 적용되는 합성 중합체 코팅과 상용적이어야 한다. 특히 제품이 방수를 또한 요구하는 경우, 페놀이 거친 마무리 또는 성형을 위한 매우 강성이며 거친 연마제 제품에 대해 가장 유용하다. 더욱 가요성인 접착제, 예컨대 에폭시 수지 및 알키드 또한 방수성이며, 미세 마무리 제품에 바람직하다. 건조 샌딩 제품의 경우, 동물 아교 및 수 기재 합성 수지가 사용될 수 있다.
롤, 역전 롤, 그라비어 및 마이에르 로드 코팅과 같은 방법을 포함한, 시이트 물질에 접착제를 적용하기 위한 임의의 일반적으로 허용된 수단이 사용될 수 있다. 일반적으로, 특히 접착제가 열 경화될 때, 종이 비틀림을 최소화하기 위해 유의적인 장력 하에 종이를 두는 것을 피하는 것이 바람직하다. 경화 온도는 바람직하게는 약 125℃ 미만으로 유지될 것이며, 온도가 높을수록 역시 종이를 비트는 경향이 있다.
일반적으로, 당업자에게 공지된 통상적으로 사용된 임의의 연마제 물질이 사용될 수 있다. 상기 물질은 매우 거친 것에서부터 매우 미세한 것까지 다양할 수 있다. 예시적인 연마제 물질은 단지 예로서, 실리콘 카바이드, 산화알루미늄, 석류석 및 다이아몬드를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 결합 접착제는 용매 또는 담체 중에 용해 또는 분산될 수 있으며, 이어서 혼합물은 압력 코팅 닙에 의해 연마제 배킹에 적용된다. 이어서, 연마제 그릿 입자가, 용매 또는 담체가 제거되기 전에 움직이는 연마제 배킹 상에 침적되는 한편, 접착제는 여전히 유체이다. 그릿 입자는 예를 들어, 정전기적 수단에 의해 배향 또는 배열되어 연마 또는 절단 특성을 최대화할 수 있다. 바람직하게는, 어떠한 외부 압력도 침적 후 입자에 적용되지 않으며, 이는 입자의 배열을 파괴하거나, 입자를 배킹 중에 묻는 경향이 있을 수 있으며, 이는 모두 바람직하지 않다. 용매 또는 담체가 제거된 후, 연마제 및 그릿을 운반하는 연마제 배킹은 수 분 내지 수 시간의 시간 동안 물질을 가열하는 오븐을 통과하여, 접착제를 경화하고 그 안의 그릿을 단단히 결합한다.
원한다면, 접착제 또는 다른 물질의 하나 이상의 층이 연마제 입자의 층 위에 형성될 수 있다. 상기 층은 접착제 시이트 물질에 대한 연마제 입자 모두를 더 잘 고착하기 위해 제공될 수 있어, 사용 동안 연마제 손실을 감소시키고, 연마제 시이트 물질의 수명을 증가시킨다.
일반적으로, 당업자에게 공지된 통상적으로 사용된 임의의 연마제 물질이 사용될 수 있다. 상기 물질은 매우 거친 것으로부터 매우 미세한 것까지 다양할 수 있다. 예시적인 연마제 물질은, 단지 예로서 실리콘 카바이드, 산화알루미늄, 석류석 및 다이아몬드를 포함한다.
원한다면, 접착제 또는 다른 물질의 하나 이상의 층이 접착제 입자의 층 위에 형성될 수 있다. 상기 층은 연마제 시이트 물질에 대한 연마제 입자 모두를 더 잘 고착하기 위해 제공될 수 있어, 사용 동안 연마제 손실을 감소시키고, 연마제 시이트 물질의 수명을 증가시킨다. 예를 들어, 그릿이 배킹에 단단하게 결합한 후, "알갱이 크기" 코팅이 연마제 입자의 층 위에 적용될 수 있다. 알갱이 크기 코팅은 이들을 최대 절단 능력을 위해 배열된 채로 하도록, 입자를 더욱 단단히 고착하는 단단한 열 경화성 수지 또는 동물 아교일 수 있다.
시험 절차
코팅된 종이의 대표적인 샘플을 하기 약술된 시험 절차에 따라, 24시간 동안 컨디셔닝한 후, 50±2% 상대 습도 및 23±2℃ 온도에서 표준 TAPPI 조건 하에 시험하였다.
기초 중량: 기초 중량은 TAPPI 시험 방법 T-410에 기재된 바와 같은 종이의 단위 면적 당 중량의 측정이다. 기초 중량을 측정하기 위해, 공지된 면적을 갖는 종이를 정확한 눈금 상에서 칭량하고, 단위 면적 당 중량 (g/㎡)을 계산하였다. A&D 웨잉 (미국 캘리포니아주 밀피타스)에 의해 2001년에 제조되며, 소수점 이하 세자리까지 정확한 에이 앤드 디(A&D) 모델 HR 60 전자 정밀 저울을 사용하여, 시험편을 칭량하였다.
캘리퍼스: 캘리퍼스는 TAPPI 시험 방법 T-411에 기재된 바와 같은 종이의 두께의 측정이다. 테스팅 머신스 인코포레이티드 (TMI) (미국 뉴욕주 아미티빌)에 의해 제조된 "400" 정밀 마이크로미터 시리즈를 측정에 사용하였다. 예비 컨디셔닝된 샘플을 장치에 삽입하고, 디지털 판독기가 샘플 두께를 나타낸다.
인장: 인장 강도는 TAPPI 시험 방법 T-494에 기재된 것과 같이 종이 시험편을 파단하는 데 요구되는 단위 폭 당 힘의 측정이다. 트윙-알버트 (미국 펜실바니아주 필라델피아)에 의해 1999년에 제조된 EJA 인장 시험기를 인장 및 연신 특성의 측정에 사용하였다. 15mm 폭 샘플을 4인치 조 스판에 삽입하고, 샘플을 12인치/분의 조 속도로 당긴다. 피크 인장 강도 및 연신이 전자 판독 CRT 디스플레이에 표시된다. 4개의 샘플에 대한 시험 결과를 평균을 구하여 시험 값을 결정하였다.
연신: 연신은 TAPPI 시험 방법 T-494에 기재된 것과 같이 시험편을 인장 시험할 때 파단시 신장%의 측정이다. 연신은 상기 인장 시험에 기재된 바와 같이 측정하였다.
인열: 인열 강도는 TAPPI 시험 방법 T-414에 기재된 바와 같이 엘멘도르프 인열 시험기를 사용하여 인열이 개시된 후, 특정 거리를 통한 인열에 요구된 종이의 평면에 수직인 힘의 측정이다. 트윙-알버트에 의해 1998년에 제작된 프로티어 엘멘도르프 인열 시험기를 사용하여 종이 샘플의 인열 강도를 측정하였다. 정확히 63mm의 폭을 갖는 샘플을 시험기의 조에 넣고, 조였다. 초기 20mm 슬릿을 43mm 길이 인열 경로를 남기는 샘플을 가로질러 나이프를 사용하여 제조하였다. 진자를 방출하여 샘플 인열을 생성하였다. 샘플 인열에서 행해진 작업이 디지털 판독기 상에 표시된다. 4개 샘플에 대한 시험 결과를 평균을 구하여 시험 값을 결정하였다.
해거티 ( Haggertv ) 평활도: 해거티 평활도는 TAPPI 시험 방법 T-538에 기재된 바와 같이 코팅된 종이 상에 압축된 가압 고리 및 시험편 사이에서 기류를 측정함으로써 측정하였다. 유속은 종이의 코팅된 면의 표면 조도와 관련된다. 테크니다인 코포레이션 (미국 인디애나주 뉴 알바니)에 의해 1997년 제작된 모델 538 종이 평활도 시험기를 사용하여 시험을 행하였다. 샘플을 자동화 기구에 삽입하고, 디지털 판독기가 공기의 유속을 ㎤/초로 나타낸다.
베크 ( Bekk ) 평활도: 베크 평활도는 TAPPI 시험 방법 T-479에 기재된 바와 같이 코팅된 종이 상으로 압축된 고리를 통해 통과하기 위한 38mm의 공기에 대한 시간을 측정함으로써 결정한다. 이 시험은 매우 매끄러운 종이에 더욱 적절하다. 이 연구에 사용된 베크 평활도 시험기는 1999년에 네덜란드의 메스메 뷰셀에 의해 제작된 모델 K533이다. 이것은 시험을 위해 유리 플레이트 상에 샘플을 넣는 것을 포함하는 전자 모델이다. 시험 기구는 유리 플레이트와 샘플 사이를 통과하기 위한 공기의 고정된 부피에 대한 시간을 자동으로 측정한다. 10개 샘플에 대한 시험 결과를 평균을 구하여 시험 값을 결정하였다.
해거티 다공성: 해거티 다공성은 TAPPI 시험 방법 T-536에 기재된 바와 같이 종이의 평면을 통한 공기의 통과에 대한 종이의 저항성의 측정이다. 2000년에 테크니다인 코포레이션에 의해 제작된 모델 1 다공성 시험기를 샘플 시험에 사용하였다. 샘플을 기구의 캐비넷 하우징 및 베이스 사이의 슬롯에 둔다. 시험 수행 후, 디지털 판독기가 종이를 통한 공기의 유속을 ㎤/초로 표시한다. 4개 샘플에 대한 시험 결과를 평균을 구하여 시험 값을 결정하였다.
실시예에 사용된 종이는 상업적으로 이용가능한 포화 종이 (블루 "A" 중량, 니나 페이퍼 인코포레이티드 (미국 조지아주 알파레타))였다. 시이트 크기는 8.5×11인치 (약 22×28cm)였다. 포화 전 종이의 기초 중량은 약 62gsm이었다. 포화제는 니트릴-부타디엔 고무 라텍스였으며, 90gsm의 기초 중량의 포화 종이를 수득하기에 충분한 수준으로 존재하였다.
40센티포아즈의 점도 및 49% 전체 고체 함량의 니트릴 및 폴리비닐 클로라이드 래티스의 수성 혼합물을 번호 18 메이에르 와이어 감긴 막대로 종이의 와이어 면에 적용하였으며, 종이를 105℃ 오븐에서 건조하였다. 적용된 코팅의 양은 건조 후 비중 분석에 의해 13gsm으로 측정되었다. 대략 동일한 코팅 중량의 제2 층을 유사한 방법으로 제1 층 위에 직접적으로 적용하였으며, 종이는 다시 건조하였다. 종이 평활도를 시험하였으며, 해거티 및 베크 평활도 기구에 의해 측정시 단일층 대조구 샘플 상에서 수득된 것보다 유의적으로 더 매끄러운 것으로 나타났다. 500pli 및 23℃에서, 강철 칼렌더 롤 및 섬유 충전된 롤 사이에서 샘플의 연속적인 칼렌더링은 이들 기구에 의해 측정시 필름의 평활도 값과 전형적으로 관련된 평활도 값을 나타냈다. 도 1은 상기 기재된 바와 같이 제조된 단일 코팅 연마지 (10)의 표면 (12)의 현미경 사진 (대략 100× 선형 확대)이다. 종이 섬유 (16)의 표면 (12)를 덮는 코팅 (14)는 많은 핀홀 (18) 및 갭 (20)을 함유한다. 도 2는 상기 기재된 바와 같이 제조된 2중 코팅 연마지 (30)의 표면 (32)의 현미경 사진 (대략 100× 선형 확대)이다. 종이 섬유 (36)의 표면 (32)를 덮는 코팅 (34)는 많은 핀 홀 (38) 및 갭 (40)을 함유한다. 단일 코팅 연마지 (10)에 비해, 이중 코팅 연마지 (30)은 종이의 표면에 존재하는 더 적고 작은 핀홀 및 갭으로 매끄러운 외관을 갖는다. 단일 코팅 및 이중 코팅 연마제 배킹에 대한 물리적 특성 시험 결과를 표 1에 제공한다. 이중 코팅 슈퍼칼렌더링된 종이의 평활도에서 현저한 향상이 있었음을 특히 주목한다.
물리적 특성
단일층 종이 이중층 종이
기초중량 (gsm) 115 123
캘리퍼스 (mm) 0.167 0.145
건조 인장 (kg/15mm) MD 9.0 8.4
CD 4.6 6.6
건조 연신 (%) MD 3.6 4.0
CD 11.7 10.4
인열 (gms) MD 95 93
CD 105 92
해거티 평활도 (cc/초) 190 27
베크 평활도 (초/38ml) 45 1400
셰필드 다공성 (cc/초) 0 0
제1 및 제2 층 코팅 중량을 다양하게 한 유사한 방법으로 다른 샘플을 제조하였다. 대략 22 내지 26gsm의 더 무거운 제1 층 코팅 중량, 이어서 12gsm 상면 층이 기구의 상한인 12,900초에 걸쳐 베크 평활도 값을 생성하였다. 현미경 사진으로 코팅의 제2 층이 연마제 배킹의 핀홀을 제거함이 확인되었다.
본 발명에 대한 이들 및 기타 개량 및 변형은, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고, 당업자에 의해 실시될 수 있으며, 첨부된 청구의 범위에 더욱 상세히 설명된다. 또한, 다양한 실시양태의 양태가 전체 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 당업자는 상기 상세한 설명이 예시의 방법일 뿐이며, 첨부된 청구의 범위에 더욱 상세히 설명된 본 발명을 한정하는 것으로 의도되어서는 안 됨을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 지면 및 제2 지면을 갖는 종이를 제공하는 단계;
    제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 합성 중합체 층을 제1 지면에 적용하는 단계;
    제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 합성 중합체 층을 제1 합성 중합체 층에 적용하는 단계
    를 포함하는, 매끄러운 표면을 갖는 연마제 배킹의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제2 합성 중합체 층의 적용 후에, 연마제 배킹을 슈퍼칼렌더링하여, 제2 합성 중합체 층 상에 매끄러운 표면을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 매끄러운 표면이 약 100 초과의 베크 평활도를 나타내는 것인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 매끄러운 표면이 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타내는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 무정형 고무상 중합체 필름 층을 제2 지면에 적용하는 단계 를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 무정형 고무상 중합체 필름 층이 용융 압출, 압출 주조 또는 예비형성된 필름으로부터 제조되며, 폴리에스테르 엘라스토머 및 무정형 고무상 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 제5항에 있어서, 무정형 고무상 중합체 필름 층이 건조하거나 젖었을 때 미끄럼방지 특성을 나타내며, 또한 연마제 배킹은 액체 물에 노출시 감김 저항성을 갖는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 종이가 중합체 강화된 종이인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 종이가 니트릴-부타디엔 고무 라텍스로 포화된 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 균일하게 분포된 연마제 입자의 층을 제2 합성 중합체 층에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 연마제 입자가 약 6미크론 미만의 크기를 평균으로 하는 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 연마제 입자의 층이 접착제의 층에 의해 제2 합성 중합체 조성물에 결합한 것인 방법.
  13. 제10항에 있어서, 연마제 입자의 층이 접착제의 층으로 코팅된 것인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 제1 합성 중합체 조성물이 니트릴 및 폴리비닐 클로라이드 래티스(lattice)를 포함하는 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 제2 합성 중합체 조성물이 니트릴 및 폴리비닐 클로라이드 래티스를 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 제2 층의 기초 중량이 제1 층의 기초 중량의 약 반 미만인 방법.
  17. 제1 및 제2 표면을 갖는 종이, 종이의 제1 표면과 접촉하는 제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 층, 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 층 (여기서, 제2 층은 제1 층과 접촉하고, 매끄러운 외부 표면을 포함함)을 포함하는, 미세 그릿 연마지 제작에 사용하기 위한 코팅된 연마제 배킹.
  18. 제17항에 있어서, 매끄러운 외부 표면이 약 100 초과의 베크 평활도를 나타 내는 것인, 미세 그릿 연마지 제작에 사용하기 위한 코팅된 연마제 배킹.
  19. 제17항에 있어서, 매끄러운 표면이 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타내는 것인, 미세 그릿 연마지 제작에 사용하기 위한 코팅된 연마제 배킹.
  20. 제1 및 제2 표면을 갖는 종이, 종이의 제1 표면과 접촉하는 제1 합성 중합체 조성물을 포함하는 제1 층, 제2 합성 중합체 조성물을 포함하는 제2 층 (여기서, 제2 층은 제1 층과 접촉하며, 약 1000 초과의 베크 평활도를 나타내는 매끄러운 외부 표면을 포함함)을 포함하는 연마제 배킹, 및 약 6미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 미세 그릿 연마제 입자의 층을 포함하는 미세 그릿 연마지.
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