KR20080011300A - 연마 용품 및 이의 제조 및 이용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마층(230)이 부착된 보강 가황 섬유 배킹(212)을 갖는 코팅된 연마 용품(200) 및 이의 제조 및 이용 방법에 관한 것이다. 보강 가황 섬유 배킹(212)은 경화성 라텍스 에멀젼, 페놀 수지 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분들의 반응 생성물을 포함하는 백사이즈를 갖는다.

연마 용품, 섬유 배킹, 연마층, 백사이즈, 프러사이즈

Description

연마 용품 및 이의 제조 및 이용 방법{ABRASIVE ARTICLES AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME}

가황 섬유는 19세기 이후 상업적으로 이용되어 왔다. 때때로 "피시페이퍼"(fish paper)로 불리기도 하는 "가황 섬유"(vulcanized fiber)란 용어는 종이(paper), 제지용 펄프(paper pulp), 레이온 또는 천으로부터 유래되는 (예를 들면, 금속 염화물로써) 화학적으로 처리된 셀룰로오스의 층들을 압축함으로써 셀룰로오스로부터 일반적으로 형성되는 가죽 같은 재료를 말한다. 가황 섬유는 그 친수성 성질로 인하여 전형적으로 수분을 흡수하는 경향이 있다.

코팅된 연마 용품은 전형적으로 배킹(backing)에 부착된 연마층을 갖는다. 가황 섬유는 코팅된 연마 용품을 위한 배킹 재료로 60년이 넘게 이용되어 왔다. 가황 섬유 배킹을 연마 용품에 이용할 때의 잘 알려진 하나의 문제점은 주변의 수분 함량(예를 들면, 습도)의 변화에 기인한 코팅된 연마 용품의 형태 왜곡(예를 들면, 컬링(curling) 또는 커핑(cupping))이다. 형태 왜곡은 예를 들어 제조 중에, 저장 중에 또는 사용 중에 일어날 수 있다. 또한, 형태 왜곡은 연마층 쪽으로 및/또는 연마층으로부터 멀어지게 일어날 수 있다. 가황 섬유 배킹을 갖는 종래의 코팅된 연마 용품의 그러한 왜곡의 한 예가 도 1에 도시되어 있으며, 여기서 코팅된 연마 용품은 연마층으로부터 멀어지게 향하는 방향으로의 컬링을 나타낸다. 만약 과도한 형태 왜곡이 코팅된 연마 용품을 제조하는 동안 일어나면, 전형적으로 그러한 용품은 폐재료(scrap material)로 버려지게 된다. 또한, 만약 과도한 형태 왜곡이 저장 중에 또는 사용 중에 일어나면, 이는 전형적으로 제품 불만, 제품 판매 감소, 및/또는 제품 성능 저하로 이어진다.

형태 왜곡의 문제점을 해결하기 위한 시도들은 50년이 넘게 거슬러 올라간다. 예를 들면, 1946년 2월 5일 출원되고 1947년 11월 18일 허여된 에이치. 피. 키르히너(H.P. Kirchner)의 미국 특허 제2,431,258호의 컬럼 2의 23 내지 30 행에 다음과 같이 언급되어 있다. "비록 처음에 원하는 곡률의 원판을 제조하는 것이 이 공정에 의해 가능하지만, 특히 본 발명의 연마 원판의 경우와 같이 재료의 일 측면이 코팅되었을 때 가황 섬유가 대기중 수분 함량의 변화에 매우 민감하다는 사실 때문에 연마재 제조업자들은 많은 곤란을 겪어 왔다". 그 특허에서, 원하는 수준의 곡률을 이루기 위해 용품을 건조하고 이어서 가황 섬유 배킹을 수분 증기가 스며들지 않는 재료의 시트로 덮음으로써 그 문제를 처리하였다. 그 이후로 현재까지, 가황 섬유를 포함하는 코팅된 연마 용품을 위한 다양한 다른 대안의 수분에 둔감하고 치수 면에서 안정한 배킹들이 개발되어 왔다.

이러한 다양한 제품에도 불구하고, 주로 경제적인 이유로 가황 섬유 배킹은 주로 코팅된 연마 용품의 상업적 제조에 오늘날도 여전히 이용되고 있다. 예를 들어, 코팅된 연마 용품을 위한 습도에 둔감하고 치수 면에서 안정한 대안적 배킹이 알려졌음에도 불구하고 주요한 코팅된 연마재 제조업자들은 각기 습도 문제를 일으키기 쉬운 가황 섬유 배킹을 갖는 코팅된 연마 제품들을 시장에 내놓고 있다. 그 러므로, 제조시 경제적이고 습도 수준의 변화에 따른 허용될수 없는 수준의 형태 왜곡이 쉽지 않은 가황 섬유 배킹을 갖는 코팅된 연마 제품에 대한 코팅된 연마재 산업 분야에서의 요구가 아직도 남아있다.

발명의 개요

일 태양에서 본 발명은 대향하는 제1 및 제2 주요 표면을 갖는 가황 섬유 배킹, 제1 주요 표면에 부착된 연마층, 및 제2 주요 표면에 부착된 백사이즈(backsize)를 포함하는 코팅된 연마 용품을 제공하는데, 백사이즈는 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 90 그램의 건조 평량을 갖고 백사이즈는 경화성 라텍스 에멀젼, 페놀 수지 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분들의 반응 생성물을 포함한다.

다른 태양에서, 본 발명은 작업편(workpiece)의 표면을 연마하는 방법을 제공하며, 본 방법은 본 발명에 따른 코팅된 연마 용품을 제공하는 단계, 연마층을 작업편의 표면에 마찰 접촉시키는 단계, 및 작업편의 표면의 적어도 일부를 연마하기 위해 연마층 및 작업편의 표면 중 적어도 하나를 다른 하나에 대하여 이동시키는 단계를 포함한다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 코팅된 연마 용품을 제조하는 방법을 제공하며, 본 방법은

대향하는 제1 및 제2 주요 표면을 갖는 가황 섬유 배킹을 제공하는 단계;

경화성 라텍스 에멀젼, 페놀 수지 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 경화성 백사이즈 전구체를 가황 섬유 배킹의 제 2 주요 표면상에 코팅하고, 백사이즈 전구체를 경화시켜 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 90 그램의 건조 평량을 갖는 백사이즈를 제공하는 단계; 및

연마층을 가황 섬유 배킹의 제1 주요 표면에 부착시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 코팅된 연마 용품은 전형적으로 습도의 변화에 따른 산업계에서 허용가능한 수준의 형태 왜곡을 나타낸다. 놀랍게도, 그러한 용품은 백사이즈로의, 따라서 가황 섬유 배킹으로의 용접 공정에 의한 기계적 체결구(fastener)의 부착을 가능하게 하지만 본 발명 이전에는 이것이 가능하지 않았다는 것을 또한 발견하였다.

도 1은 종래 기술의 코팅된 연마 디스크의 사진.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 코팅된 연마 용품의 측단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 코팅된 연마 용품의 측단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접된 기계적 체결구를 갖는 예시적인 코팅된 연마 용품의 사시도.

도 5는 실시예 1에 따라 제조된 코팅된 연마 디스크의 사진.

일반적으로, 코팅된 연마 용품은 배킹에 부착된 연마 입자들을 갖는다. 보다 전형적으로, 코팅된 연마 용품들은 2개의 대향하는 주요 표면을 갖는 배킹 및 이 배킹의 하나의 주요 표면에 부착된 연마층을 포함한다. 연마층은 전형적으로 연마 입자들 및 결합제를 포함하고, 이 결합제는 연마 입자들을 배킹에 고정시키는 역할을 한다.

일 실시 형태에서, 코팅된 연마 용품은 메이크 층(make layer), 사이즈 층(size layer) 및 연마 입자들을 포함하는 연마층을 갖는다. 그러한 코팅된 연마 용품을 제조할 때, 제1 결합제 전구체(precursor)를 포함하는 메이크 층이 배킹의 하나의 주요 표면에 가해지고, 선택적으로 부분적으로 경화된다. 이어서, 연마 입자들은 메이크 층 속으로(예를 들면, 정전기적 코팅을 통해) 적어도 부분적으로 매립되고, 제1 결합제 전구체는 입자들을 메이크 층에 고정할만큼 충분히 경화(즉, 가교결합)된다. 이어서, 제2 결합제 전구체를 포함하는 사이즈 층이 메이크 층 및 연마 입자들 위로 가해지고, 뒤이어 결합제 전구체가 경화된다. 그러한 코팅된 연마 용품은 연마층의 적어도 일부 상에 배치된 선택적인 수퍼사이즈(supersize) 층을 추가로 포함할 수 있다. 존재한다면, 수퍼사이즈 층은 전형적으로 분쇄 조제(grinding aids) 및/또는 로딩-방지 재료(anti-loading materials)를 포함한다.

다른 실시예에서, 코팅된 연마 용품은 배킹의 하나의 주요 표면에 부착된 연마층을 갖고, 이 연마층은 결합제 전구체 및 연마 입자들로 이루어지는 슬러리(slurry)를 배킹의 주요 표면 상으로 인가하고 이어서 결합제 전구체를 경화시킴으로써 제공된다.

배킹은 섬유 구조가 유지되고 상대적으로 매끄러운 표면을 제공하도록 전형적으로 캘린더링된(calendered) 조밀한 부분 재생 셀룰로오스 재료인 가황 섬유를 포함한다. 가황 섬유는, 예를 들면 (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의) 프랭클린 파이버-라미텍스 코포레이션(Franklin Fibre- Lamitex Corporation) 또는 (중국 허난성 싼먼샤 소재의) 양밍 인더스터리즈 트레이드 컴퍼니 리미티드(Yangmin IND. Trade Co., Ltd.)와 같은 상업적 공급처로부터 널리 입수가능하다.

전형적으로, 본 발명에 따른 코팅된 연마 용품을 준비하는 데 유용한 가황 섬유 배킹은 비록 더 얇고 두꺼운 가황 종이 배킹을 또한 사용될 수도 있지만 0.02 내지 5 밀리미터, 예컨대 0.05 내지 2.5 밀리미터 또는 0.1 내지 1 밀리미터 범위의 두께를 갖는다. 또한, 가황 섬유의 밀도는 비록 더 높고 낮은 밀도의 가황 섬유가 또한 사용될 수도 있지만 전형적으로는 입방 센티미터당 0.9 내지 1.5 그램의 범위 내에 있다.

가황 섬유 배킹의 제1 주요 표면의 적어도 일부, 전형적으로는 사실상 전부가 경화 수지로 코팅되고, 이어서 예를 들어 가황 섬유 배킹상에 백사이즈를 제공하기 위해 건조 및 가열함으로써 적어도 부분적으로 경화된다. 경화성 재료로 가황 섬유 배킹을 코팅하는 것은 예컨대 롤 코팅(roll coating), 바 코팅(bar coating), 나이프 코팅(knife coating), 키스 코팅(kiss coating) 또는 스프레잉(spraying)을 포함하는 임의의 적합한 코팅 방법에 의해 이루어질 수 있다.

필요 조건은 아니지만, 경화성 재료는 가황 섬유의 몸체의 적어도 상당한 부분에 걸쳐, 전형적으로는 실질적으로 균일한 방식으로, 분포되도록 가황 섬유 상에 전형적으로 코팅되어야 한다. 예를 들면, 소량의 국소적 변화 또는 분포의 중단(예를 들면, 코팅 공극)이 현저한 역효과 없이도 용인될 수 있다는 것을 알 것이다.

백사이즈 처리된 가황 섬유 배킹은 선택적으로 프리사이즈(presize; 즉, 연마층을 갖는 주요 표면 상의 배킹에 부착된 층), 타이 층(즉, 연마층과 이 연마층이 부착되는 주요 표면 사이의 층), 포화제(saturant; 즉, 배킹을 포화제로 포화시키는 것을 포함하는 공정에 의해서 가해지는 배킹 처리) 및/또는 서브사이즈 처리인 부가적인 배킹 처리를 추가로 포함할 수 있다. 서브사이즈는 미리 처리된 배킹에 가해지는 것을 제외하고는 포화제와 유사하다. 정전기 방지 재료가 이러한 임의의 배킹 처리에 포함될 수 있다. 정전기 방지 재료의 부가는 코팅된 연마 용품이 목재 또는 목재와 유사한 재료를 모래로 닦을 때 정전기를 축적하는 경향을 줄일 수 있다. 정전기 방지 배킹 및 배킹 처리에 관한 부가적인 상세 사항은 예를 들어 미국 특허 제5,108,463호(부카난); 제5,137,542호(부카난 등); 제5,328,716호(부카난); 및 제5,560,753호(쉬나벨 등)에서 찾아볼 수 있다.

백사이즈는 백사이즈의 조성에 따라 전형적으로 선택되는 평방미터당 8 내지 90 그램의 건조 평량을 갖는다. 예를 들면, 보강 재료가 경화성 라텍스 에멀젼을 포함하는 성분들의 반응 생성물인 일 실시 형태에서, 백사이즈는 전형적으로 평방미터당 8 내지 25 그램의 건조 평량, 평방미터당 10 내지 20 그램, 또는 심지어 평방미터당 12 내지 17 그램의 평량을 갖는다. 보강 재료가 페놀 수지를 포함하는 성분들의 반응 생성물인 다른 실시 형태에서, 백사이즈는 전형적으로 평방미터당 15 내지 90그램의 건조 평량, 평방미터당 45 내지 55그램, 또는 심지어 평방미터당 50 내지 55 그램의 평량을 갖는다.

전형적으로, 백사이즈 처리된 가황 섬유 배킹은 비록 더 두껍고 얇은 백사이즈 처리된 가황 섬유 배킹 역시 사용될 수 있지만 0.15 내지 2.0 밀리미터, 예를 들면, 0.5 내지 1.3 밀리미터, 또는 심지어 0.8 내지 0.9 밀리미터 범위의 두께를 가질 것이다.

백사이즈는, 페놀 수지, 경화성 라텍스 에멀젼 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 경화성 재료의 반응 생성물인 적어도 하나의 재료를 포함한다. 또한, 보강 재료는 예컨대 충전제(fillers), 정전기방지제(antistatic agents), 산화방지제(antioxidants), 또는 착색제(colorants)와 같은 하나 이상의 선택적인 첨가제를 포함할 수 있다.

"페놀 수지"라는 일반 용어는 다른 페놀-유도 화합물 및 알데하이드를 포함하는 수지 뿐만 아니라 페놀-포름알데히드 수지를 포함한다. 예를 들어, 페놀의 일부는 레소르시놀(resorcinol), m-크레졸(m-cresol), 3,5-자일렌올(3,5-xylenol), t-부틸페놀(t-butylphenol) 및 p-페닐페놀(p-phenylphenol)과 같은 하나 이상의 다른 페놀들로 치환될 수 있다. 마찬가지로, 포름알데하이드의 일부는 아세트알데하이드, 클로랄(chloral), 부티르알데하이드, 푸르푸랄(furfural) 또는 아크롤레인(acrolein)과 같은 다른 알데하이드 기로 치환될 수 있다.

페놀 수지의 예들은 레졸-페놀 수지(resole-phenolic resins) 및 노볼락 페놀 수지(novolak phenolic resins)를 포함한다. 레졸 페놀 수지는 페놀에 대한 포름알데하이드의 몰비가 1:1 이상, 전형적으로 1.5:1.0 내지 3.0:1.0의 범위이다. 노볼락 페놀 수지는 페놀에 대한 포름알데하이드의 몰비가 1:1 보다 작다.

전형적인 레졸 페놀 수지는 염기 촉매(base catalyst)를 함유한다. 염기 촉매의 존재는 페놀 수지의 반응 속도 또는 중합 속도를 빠르게 한다. 레졸 페놀 수지의 pH는 전형적으로 6 내지 12, 보다 전형적으로는 7 내지 10, 그리고 훨씬 더 전형적으로는 7 내지 9이다. 적합한 염기 촉매의 예들은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화바륨 및 그 조합을 포함한다. 포름알데하이드의 페놀과의 반응을 위한 전형적인 촉매는 일반적으로 높은 반응성 및 낮은 비용 때문에 Ⅰ및 Ⅱ족 금속 염으로부터 선택된다. 아민이 페놀/알데하이드 반응을 촉진시키기 위하여 또한 사용될 수 있다. 염기 촉매의 양은 페놀 수지의 중량을 기준으로 전형적으로 5 중량％ 이하, 보다 전형적으로는 2 중량％ 이하, 그리고 훨씬 더 전형적으로는 1 중량％ 이하이다. 레졸 페놀 수지는 페놀 및 포름알데하이드로부터 흔히 제조된다.

페놀 수지는 전형적으로 물 및/또는 유기 용매(예를 들면, 알콜)를 갖는 용액으로서 코팅된다. 전형적으로, 용액은 비록 다른 농도가 이용될 수 있지만 70％ 내지 85％의 고형물을 포함한다. 만약 고형물 함량이 매우 낮으면, 물 및/또는 용매를 제거하기 위하여 더 많은 에너지를 필요로 한다. 만약 고형물 함량이 매우 높으면, 생성되는 페놀 수지의 점성이 너무 높아 전형적으로 처리상의 문제들로 이어진다.

유용한 경화성 라텍스 에멀젼의 예들은 스티렌, 부타디엔, 아크릴로니트릴, 네오프렌, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴레이트 에스테르 아크릴아미드, 및 그 공중합체로부터 유도되는 그러한 경화성 라텍스 에멀젼을 포함한다. 경화성 라텍스 에멀젼의 혼합물 또한 사용될 수 있다.

구매가능한 경화성 라텍스 에멀젼은 예를 들어 하기의 상표명으로 입수가능한 것들, 예컨대 (미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의) 롬 앤드 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Company)의 "RHOPLEX" 및 "ACRYSOL"; (미국 펜실베니아주 알렌타운 소재의) 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈 인크.(Air Products & Chemicals Inc.)의 "FLEXCRYL" 및 "VALTAC"; (미국 노스캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재의) 다우 라이콜드 스페셜티 라텍스, 엘엘씨(Dow Reichold Specialty Latex, LLC)의 "SYNTHEMUL", "TYCRYL", 및 "TYLAC", (미국 오하이오주 클리블랜드 소재의) 노베온(NOVEON)의 "HYCAR", "CARBOCURE", "GOOD-RITE", "SANCURE" 및 "VYCAR"; (미국 오하이오주 애크런 소재의) 굿이어 타이어 앤드 러버 컴퍼니(Goodyear Tire and Rubber Co.)로부터 구매가능한 "CHEMIGUM", 아이씨아이(ICI)로부터 구매가능한 "NEOCRYL"; 및 바스프(BASF)로부터 구매가능한 "BUTAFON"를 포함한다. 만약 라텍스가 자기 경화(즉, 자기 가교결합)되지 않으면, 경화를 용이하게 하는 적어도 하나의 첨가제(예를 들면, 가교제)와 함께 전형적으로 이용되거나 아니면 다른 경화성 재료와 함께 또한 이용될 수 있다.

상업적으로 이용가능한 자기 경화 라텍스의 예들은 상표명이 "CARBOCURE TSR-72" 및 "CARBOCURE TSR-201"인 그러한 에멀젼; 상표명이 "GOOD-RITE SB-1168", "GOOD-RITE SB-0706", "GOOD-RITE 1800x73"인 스티렌 부타디엔 에멀젼; 상표명이 "SANCURE AU-4010"인 폴리우레탄 분산물(아크릴릭 우레탄 하이브리드); 상표명이 "VYCAR VA-0450"인 폴리비닐 아세테이트 에멀젼; 및 상표명이 "VYCAR TN-810"인 pvc-아크릴 공중합체를 포함하며; 이들 모두는 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 노베온에 의해 시판된다.

경화성 재료는 예를 들어 전술한 바와 같은 또는 그에 더하여 하나 이상의 경화제를 선택적으로 함유할 수 있다. 경화제의 선택은 선택되는 경화성 재료에 의해 전형적으로 결정되고, 예를 들어 산, 염기, 광촉매, 경화촉진제(hardener), 가교제(예컨대, 폴리에폭사이드, 멜라민 수지,폴리아지리딘, 다가 금속 이온, 다이사이안다이아미드, 우레아-포름알데하이드 수지 및 그 혼합물)을 포함할 수 있다. 만약 존재할 경우, 선택적으로 첨가된 경화제의 양은 비록 더 많은 양이 이용될 수 있지만 전형적으로는 경화(즉, 가교결합)하도록 의도된 라텍스의 건식 중량의 5％ 미만이다. 다양한 라텍스용 경화제의 예는 예를 들어 미국 특허 제6,306,514호(바이켈(Weikel) 등)에서 찾을 수 있다.

라텍스를 위한 구매가능한 경화제는 예를 들어 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)의 상표명 "AEROTEX" (예컨대, "AEROTEX M-3", "AEROTEX 3730" 및 "AEROTEX 3030")로 입수가능한 것들과 같은 멜라민 수지, 사이텍 인더스트리즈의 상표명 "CYMEL 1172" 및 "CYMEL1171"로 입수가능한 글리콜우릴(glycolurils), 그리고 사이텍 인더스트리즈의 상표명 "CYMEL 300", "CYMEL 303", "CYMEL 373" 및 "CYMEL 350"으로 입수가능한 것들과 같은 알킬화 멜라민 수지; 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)의 상표명 "XAMA" (예컨대, "XAMA-7" 및 "XAMA-2")로 입수가능한 것들과 같은 폴리아지리딘; 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠(Resolution Performance Products)의 상표명 "EPI-REZ"로 입수가능한 것들과 같은 수성 지방족 에폭시; 사이텍 인더스트리의 상표명 "BEETLE 65"로 입수가능한 것과 같은 멜라민 포름알데하이드 수지(melamine-formaldehyde resins)를 포함한다.

위에서 언급된 바와 같이, 코팅된 연마 용품들은 전형적으로 배킹에 부착된 연마층을 갖는다. 전형적으로, 연마층은 메이크 층 및 사이즈 층들과 연마 입자들, 또는 대안적으로 결합제 내에 분산된 연마 입자들의 층을 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 코팅된 연마 용품은 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 메이크 층 및 사이즈 층과 연마 입자들을 포함하는 연마층을 갖는다. 이제 도 2를 참조하면, 예시적인 코팅된 연마 용품(200)은 대향하는 제1 및 제2 주요 표면(231, 232)을 갖는 가황 섬유 배킹(212)을 포함한다. 백사이즈(213)는 제2 주요 표면(232)에 부착된다. 연마 그릿(grit, 218)이 매립된 메이크 층(216), 그리고 메이크 층(216) 및 연마 그릿(218)을 덮어 부착되는 사이즈 층(217)을 포함하는 연마층(230)이 선택적인 프리사이즈(215)를 덮고 배킹(212)에 부착된다. 선택적인 수퍼사이즈(219)는 사이즈 층(217)을 덮는다.

이용된 메이크 층의 평량은 예를 들어 의도하는 용도(들), 연마 입자들의 유형(들) 및 제조되는 코팅된 연마 용품의 특성에 의존할 수 있으나, 일반적으로 1, 2 또는 5 내지 20, 25, 400 또는 심지어 600 그램/평방미터의 범위가 될 것이다. 메이크 층은 후속 응고 중에(예를 들면, 경화 또는 냉각에 의해서) 연마 입자들을 배킹에 고정시키기에 충분한 강도의 결합제 재료의 층을 형성하는 메이크 층 전구체로서 일반적으로 가해진다. 메이크 층 전구체는 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅 및 스프레이 코팅을 비롯한 메이크 층 전구체를 배킹에 가하기 위한 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 가해질 수 있다. 메이크 층 전구체의 예는 페놀계 물질(phenolics), 아미노플라스트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에폭사이드, 폴리아이소시아네이트, 아교(hide glue) 및 그 조합을 포함하는 경화성 재료를 포함한다.

메이크 층 전구체를 백사이즈 처리된 가황 섬유 배킹에 가한 후에 그리고 메이크 층 전구체의 (예컨대, 경화에 의한) 응고 이전에, 연마 입자들이 메이크 층 상에 침착될 수 있다.

예시적인 유용한 연마 입자들은 용해(fused) 산화알루미늄계 물질, 예를 들면 산화알루미늄, 세라믹 산화알루미늄(하나 이상의 금속 산화물 개질제 및/또는 시딩제(seeding agent) 또는 핵화제(nucleating agent)를 포함할 수 있음) 및 열처리된 산화알루미늄, 탄화규소, 공용해 알루미나-지르코니아, 다이아몬드, 세리아(ceria), 이붕화티타늄(titanium diboride), 입방정 질화붕소(cubic boron nitride), 탄화붕소, 가닛(garnet), 플린트(flint), 에머리(emery), 졸-젤(sol-gel) 유도된 연마 입자들 및 그 블렌드를 포함한다. 졸-젤 연마 입자들의 예들은 미국 특허 제4,314,827호(라이트하이제르 등); 제4,518,397호(라이트하이제르 등); 제4,623,364호(코트링거 등); 제4,744,802호(슈와벨); 제4,770,671호(몬로에 등); 제4,881,951호(우드 등); 제5,011,508호(왈드 등); 제5,090,968호(펠로우); 제5,139,978호(우드); 제5,201,916호(베르그 등); 제5,227,104호(바우어); 제5,366,523호(로벤호르스트 등); 제5,429,647호(라르미에); 제5,498,269호(라르미에); 및 제5,551,963호(라르미에)에 기재되어 있는 것들을 포함한다. 연마 입자들은 예를 들어 개별 입자들, 응집물, 복합 연마 입자(abrasive composite particles) 및 그 혼합물의 형태일 수 있다.

예시적인 응집물은 예를 들어 미국 특허 제4,652,275호(블뤠허 등) 및 제4,799,939호(블뤠허 등)에 기재되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,078,753호(브로베르그 등)에 기재된 바와 같은 희석용의 부식성 응집물 그레인(diluent erodible agglomerate grain)을 사용하는 것 역시 본 발명의 범위 안에 있다. 복합 연마 입자들은 결합제에 연마 그레인을 포함한다.

예시적인 복합 연마 입자들은 예를 들어 미국 특허 제5,549,962호(홈즈 등)에 기재되어 있다.

연마 입자들을 위한 코팅 중량은 예를 들어 원하는 특정 코팅 연마 용품, 연마 입자를 인가하기 위한 공정, 및 연마 입자들의 크기에 의존할 수 있으나, 전형적으로 1 내지 2000 g/㎡의 범위에 이른다.

사이즈 층의 평량 역시 반드시 의도하는 용도(들), 연마 입자들의 유형(들) 및 준비되는 코팅된 연마 용품의 특성에 따라서 달라질 것이나, 일반적으로 1 또는 5 g/㎡ 내지 300, 또는 심지어는 800 g/㎡ 이상의 범위에 이를 것이다.

사이즈 층은 후속 응고 중에(예를 들면, 경화 또는 냉각에 의해서) 연마 입자들을 메이크 층에 고정시키기에 충분한 강도의 결합제 재료의 층을 형성하는 사이즈 층 전구체로서 일반적으로 가해진다. 사이즈 층 전구체는 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅 및 스프레이 코팅을 비롯한 사이즈 층 전구체를 배킹에 가하기 위한 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 가해질 수 있다. 사이즈 층 전구체의 예는 페놀 수지, 아미노플라스트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에폭사이드, 폴리아이소시아네이트, 아교, 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지 및 그 조합 중 적어도 하나를 포함하는 경화성 재료를 포함한다.

연마 입자들과 메이크 층 및 사이즈 층과, 그리고 선택적으로 수퍼사이즈를 포함하는 코팅된 연마 용품들에 관한 자세한 사항들은 공지되어 있으며, 예를 들면 미국 특허 제4,734,104 호(브로베르그); 제4,737,163호(라키); 제5,203,884호(부카난 등); 제5,152,917호(피퍼 등); 제5,378,251호(쿨러 등); 제5,417,726호(스타우트 등); 제5,436,063호(폴레트 등); 제5,496,386호(브로베르그 등); 제5,609,706호(베너딕트 등); 제5,520,711호(헬민); 제5,954,844호(로 등); 제5,961,674호(가글리아르디 등); 제4,751,138호(터메이 등); 제5,766,277호(드보에 등); 제6,077,601호(드보에 등); 제6,228,133호(터버 등); 및 제5,975,988호(크리스찬슨)에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 코팅된 연마 용품은 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 결합제에 분산된 연마 입자들의 층을 포함하는 연마층을 갖는다. 이제 도 3을 참조하면, 예시적인 코팅된 연마 용품(300)은 대향하는 제1 및 제2 주요 표면(331, 332)을 갖는 가황 섬유 배킹(312)을 포함한다. 백사이즈(313)는 제2 주요 표면(332)에 부착된다. 선택적인 프리사이즈(315)는 주요 표면(331)에 부착된다. 결합제(309)의 전반에 걸쳐 분포된 복수의 연마 그릿(318)을 포함하는 연마층(330)이 선택적인 프리사이즈(315)를 덮고 배킹(312)에 부착된다.

본 발명의 코팅된 연마 용품의 몇몇 실시 형태에서, 연마층은 (결합제 전구체 내의 연마 입자들의 슬러리로서 전형적으로 코팅되는) 결합제 내의 연마 입자들의 분산물을 포함한다. 슬러리 코팅 기법들은 연마 분야에서 잘 알려져 있으며, 예를 들어 미국 특허 제5,378,251호(쿨러 등); 제5,942,015호(쿨러 등); 및 제6,277,160호(스텁스 등)에 기재되어 있는 것들을 포함한다. 적합한 결합제 전구체의 예들은 페놀게 물질, 아미노플라스트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에폭사이드, 폴리아이소시아네이트 및 그 조합을 포함하는 경화성 재료를 포함한다. 본 실시 형태에서 사용된 연마 입자들은 본 명세서에서 위에서 이미 열거된 것들을 모두 포함한다.

본 발명에 따른 코팅된 연마 용품들은 예를 들면 벨트, 테이프, 롤, 디스크(천공된 디스크 포함) 및/또는 시트로 변환될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수분 흡수에 기인한 커핑 및/또는 컬링의 문제점이 일반적으로 더 이상 이용자들이 반대하지 않을 정도로 크게 감소된다는 것이 확인된다. 이는 본 발명의 코팅된 연마재들의 수분 흡수율(예를 들면, 중량 기준)이 종래의 대응하는 코팅된 연마재들의 수분 흡수율과 전형적으로 사실상 동일하기 때문에 놀랍다.

더욱이, 본 발명에 따른 코팅된 연마재는 전형적으로 종래의 대응하는 코팅된 연마재에 비해 적어도 어떤 조건 하에서(예를 들면, 상승된 습도 조건 하에서) 향상된 절단성을 갖는 것이 또한 놀랍게도 관찰된다.

벨트 용도의 경우, 연마 시트의 두 개의 자유단들은 공지의 방법을 이용하여 함께 연결하여 접합된 벨트(spliced belt)를 형성할 수 있다. 접합되지 않은 벨트 또한 예를 들어 미국 특허 제5,573,619호(베네딕트 등)에 기재된 바와 같이 형성될 수 있다.

일 실시 형태에서, 본 발명에 따른 코팅된 연마 디스크는 가황 종이 배킹에 부착되는 기계적 체결구를 갖는다. 예를 들어, 이제 도 4를 참조하면, 예시적인 코팅된 연마 디스크(400)는 연마 디스크(420)의 가황 섬유 배킹(412)의 백사이즈-코팅된 주요 표면(432)에 부착되는 기계적 체결구(490)를 갖는다. 연마 디스크(420)는 예를 들어 코팅된 연마 용품들(200, 300) 중 어느 하나로부터 제조된 디스크일 수 있다.

기계적 체결구를 부착하기 위한 적절한 기법들은 예를 들어 접착제, 리벳, 용접을 포함한다. 예시적인 용접 기법들은 예를 들어 초음파 용접, 적외선 용접, 진동 용접 및 마찰 용접(스핀 용접 포함)을 포함한다. 용접은 또한 열가소성 물질의 적어도 일부가 적어도 부분적으로 연화 또는 용융될 때까지 가열된 후 연화 또는 용융된 열가소성 물질이 연마 용품에 접합되는 순차적인 공정으로 수행될 수 있다. 전술한 기법들 중에서, 적어도 스핀 용접이 전형적으로 간단하고, 효과적이며, 편리하다. 기계적 체결구들은 백사이즈 코팅된 가황 섬유 배킹에 성공적으로 스핀 용접될 수 있지만 가황 섬유 배킹을 이용해서는 전형적으로 가능하지 않다는 사실을 놀랍게도 알게 되었다. 기계적 체결구 및 용접 기법들에 관한 추가의 상세 사항들은 예를 들어 2004년 4월 20일 출원되고 본 출원인에 공히 양도된 미국 특허출원 제10/828,119호(프리츠 등)에서 찾아볼 수 있다.

본 발명에 따른 코팅된 연마 용품들은 작업편을 연마하는 데에 유용하다. 하나의 그러한 방법은 코팅된 연마 용품의 연마층의 적어도 일부를 작업편의 표면의 적어도 일부와 마찰 접촉시키는 단계, 및 적어도 하나의 코팅된 연마 용품 또는 작업편을 다른 하나에 대해 이동하여 작업물 표면의 적어도 일부를 연마하는 단계를 포함한다.

작업편 재료의 예들은 금속, 금속 합금, 신종(exotic) 금속 합금, 세라믹, 유리, 목재, 목재형 재료, 복합재, 도장면, 플라스틱, 보강 플라스틱, 석재 및/또는 그 조합을 포함한다. 작업편은 평탄하거나 그와 연관된 형태 또는 윤곽을 가질 수 있다. 구체적인 작업편의 예들은 금속 성분, 플라스틱 성분, 파티클보드(particleboard), 캠축(camshafts), 크랭크축(crankshafts), 가구 및 터빈 블레이드(turbine blade)를 포함한다.

본 발명에 따른 코팅된 연마 용품들은 손으로 및/또는 기계와 함께 이용될 수 있다. 코팅된 연마 용품 및 작업편의 적어도 하나 또는 둘 모두는 연마시 다른 하나에 대해 통상 이동된다. 연마는 습식 또는 건식 조건 하에서 수행될 수 있다. 습식 연마를 위한 예시적인 액체는 물, 종래의 방청 화합물을 함유하는 물, 윤활제, 오일, 비누 및 절삭유제(cutting fluid)를 포함한다. 액체는 소포제(defoamers) 및/또는 탈지제(degreasers) 등을 포함한다.

본 발명의 목적 및 이점은 하기의 비제한적 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

달리 표시되지 않으면, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서 모든 부, 백분율, 비 등은 중량을 기준으로 하고, 실시예에 이용된 모든 시약들은 예를 들면 미국 미주리주, 세인트 루이스 소재의 시그마 알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Company)와 같은 일반적인 화학약품 공급자들로부터 입수 또는 획득되었거나 아니면 종래의 방법에 의해 합성될 수 있다.

실시예들에서 이용된 가황 섬유 디스크는 그 직경이 18 ㎝(7 in.)이고, 2.2 ㎝ (7/8 in.)의 중앙 홀을 갖는다.

하기의 약어들이 실시예들의 전반에 걸쳐 이용된다.

시험 방법

형태 측정 절차 A

평가될 연마 디스크들을 리스트릭팅 베일(restricting bales)로부터 제거하고, 48시간 동안 15％ RH(상대 습도) 및 24℃로 제어된 챔버의 선반 상에 개별적으로 (연마 면이 아래로 가도록) 놓는다. 재료의 실시예마다 4개의 디스크들을 조사한다. 각 디스크의 형태는 10 마이크로미터로 반올림하여 측정할 수 있는 레이저 하이트 게이지 (미국 미네소타주 미니아폴리스 소재의 배너 엔지니어링(Banner Engineering)으로부터 얻어지는 Model LG10)를 이용하여 측정한다. 레이저 장치는 4개의 지점, 즉 2개의 가장 낮은 지점 및 2개의 가장 높은 지점에서 개개의 디스크들의 높이를 측정하는 데 이용한다. 가장 높은 값의 평균 그리고 가장 낮은 값의 평균 사이의 차이를 델타 높이(Delta Height)로 각각의 디스크에 대하여 보고한다. 배킹 면을 향하는 평면외 순 형태(net shape)를 양의 값(+)으로 표시한다. 연마 면을 향하는 평면외 순 형태를 음의 값(-)으로 표시한다. 이러한 절차는 온도를 24℃로 유지한 상태에서 30％, 45％, 60％ 및 75％ RH 환경에 대하여 반복한다. 각각의 경우에 보고된 수는 4개의 복제 디스크들에 대해 취해진 측정치의 차이의 평균이다.

형태 측정 절차 B

8개의 연마 디스크들을 베일로부터 제거하고, 45％ RH 및 24℃로 제어된 챔버에서 사전 조절(precondition)을 위하여 개별적으로 (연마 면이 아래로 가도록) 놓는다. 48시간의 사전 조절 후, 각 디스크의 형태를 위의 "형태 측정 절차 A"에서 기술한 바와 같이 레이저로 측정한다. 이어서, 4개의 디스크들을 20％ RH, 24℃로 조절된 챔버 내에 놓고, 나머지 4개를 60％ RH, 24℃로 조절된 챔버 내에 놓는다. 48시간 후, 디스크들을 한번에 8개를 챔버들로부터 꺼내고 레이저 게이지로 측정한다. 각각의 경우에 보고된 수는 4개의 복제 디스크들에 대해 취해진 측정치들의 평균이다. 4개의 추가 측정들을 총 10일의 시험 기간 동안 매 48 시간 후에 수행한다.

형태 측정 절차 C

평가될 연마 디스크들을 리스트릭팅 베일로부터 제거하고, 각 디스크의 형태(즉, 평면도 편차(deviation from planarity))를 10 마이크로미터로 반올림하여 측정할 수 있는 레이저 하이트 게이지(미국 미네소타주 미니아폴리스 소재의 배너 엔지니어링으로부터 얻어지는 Model LG10)를 이용하여 측정한다. 각 디스크를 중앙 홀이 테이블로부터 가장 말단에 위치하도록 테이블 상에 놓는다. 테이블로부터의 중앙 홀의 높이를 레이저 하이트 게이지를 이용하여 측정한다. 배킹 면을 향하는 평면외 순 형태(net shape)를 양의 값(+)으로 표시한다. 연마 면을 향하는 평면외 순 형태를 음의 값(-)으로 표시한다. 최초 측정 후, 10개 디스크들의 3개 그룹의 각각을 2주 동안, 24℃에서 20％ RH(상대 습도)로, 24℃에서 45％ RH로, 그리고 24℃에서 70％ RH(상대습도)로 각각 조절된 챔버 내의 수평 봉에 그 중앙 홀로부터 매단다. 이어서, 각 디스크에 대한 형태를 측정하고 초기상태로부터 습도 처리 후의 최종 상태까지의 변화의 절대값, 즉 높이를 10개 디스크들의 평균값에 대해 보고한다.

연삭 시험

연삭 시험은 코팅된 연마 디스크의 절단율을 측정하기 위해 의도된 것이다. 시험용 디스크들을 2일 동안 45％ RH 및 24℃로 조절한다. 이어서, 시험 전에, 이러한 사전 조절된 디스크의 절반를 시험 전 1주일 동안 20％ RH, 24℃ 환경에, 그리고 나머지 절반을 60％ RH, 24℃ 환경에 놓는다. 각각의 최종 조절된 연마 디스크는 1.25 ㎝ X 18 ㎝ 크기의 1018 연강 작업편의 면을 연삭하는 데 이용한다. 이 용되는 그라인더(grinder)는 일정 하중의 유압식 디스크 그라인더이다. 작업편과 연마 디스크 사이의 일정한 하중은 로드 스프링(load spring)에 의해 제공된다. 그라인더용 백업 패드(back-up pad)는 모서리로부터 중심쪽으로 3.5 ㎝ 연장하고 대략 7도 경사진 알루미늄 백업 패드이다. 디스크를 고정 너트(retaining nut)에 의해 알루미늄 패드에 고정하고 575.9 rad/s (5,500 rpm)로 구동한다. 백업 패드 및 디스크와 작업편 사이의 하중은 약 6.8 ㎏이다. 각 디스크는 15번의 60초 간격 동안마다 별도의 작업편을 분쇄하는 데 이용한다. 최초 절단량은 최초 60초의 연삭 동안 제거된 금속의 양이다. 최종 절단량은 15번째의 60초 간격 동안 제거된 금속의 양이다. 달리 표시되지 않으면, 전체 절단량은 시험 동안 제거된 금속의 누적량이다. 최초, 최종 그리고 전체 절단량을 그램 단위로 보고한다.

연삭 시험 2

연삭 시험 2도 또한 코팅된 연마 디스크의 절단율을 측정하기 위해 의도된 것이다. 시험용 디스크들을 2일 동안 45％ RH 및 24℃로 조절한다. 각각의 연마 디스크는 1.25 ㎝ X 18 ㎝ 크기의 1018 연강 작업편의 면을 연삭하는 데 이용한다. 이용되는 그라인더는 일정 하중의 유압식 디스크 그라인더이다. 작업편과 연마 디스크 사이의 일정한 하중은 로드 스프링에 의해 제공된다. 그라인더용 백업 패드는 모서리로부터 중심쪽으로 3.5 ㎝ 연장하고 대략 7도 경사진 알루미늄 백업 패드이다. 디스크를 고정 너트에 의해 알루미늄 패드에 고정하고 575.9 rad/s (5,500 rpm)로 구동한다. 백업 패드 및 디스크와 작업편 사이의 하중은 약 5.9 ㎏이다. 각 디스크는 60초 간격 동안 작업편을 연삭하는 데 이용한다. 각 간격의 말기에, 작업편을 교체한다. 절단량(제거된 금속의 양)을 각 60초의 연삭 후에 측정한다. 시험 말기를 절단량이 60초 간격에 40 그램 미만일 때로 정의한다. 달리 표시되지 않으면, 전체 절단량은 시험 동안 제거된 금속의 누적량이다. 전체 절단량(6개 디스크들의 평균값)을 그램 단위로 보고한다.

스핀 용접 절차

스핀 용접 실험(trial)을 미국 미네소타주 쇼어뷰 소재의 포웰, 맥기 어소시에이츠 인크.(Powell, McGee Associates, Inc.)의 상표명 "PMA SPINWELD 90"으로 얻어지는 스핀 용접 기구를 이용하여 미국 특허 제5,931,729호(펜틸라 등)의 절차에 따라 수행한다. 이러한 기구에 대한 조정 가능한 파라미터들은 psi (kPa) 단위의 입력 공기 압력 및 임의의 단위의 용접 시간을 포함한다. 이러한 절차를 위한 평가 기준을 (하기의) 표 I에 기재한다.

실시예 1-4 및 비교예 A

실시예 1-4 및 비교예 A는 생성되는 연마 디스크들의 형태 안정성에 대한 다양한 백사이즈 조성물의 조성 및 부가 습량(wet add-on)의 영향을 설명하고 있다. 이러한 실시예들에 대한 백사이즈의 조성 및 부가 습량을 (하기의) 표 II에 기재한다.

실시예 1은 3-롤 코팅기를 거쳐 AR1을 305 ㎜ 폭의 VF 웨브의 일 측면에 가함으로써 제조한다. 백사이즈 코팅을 평방미터 당 약 12.4 그램(gsm)의 건식 중량으로 85℃로 설정된 오븐 내에서 3분 동안 건조한다. 백사이즈 처리된 웨브를 롤로 권취하고 50％ RH 환경에서 7 내지 10일 동안 조절한다. 184 gsm의 메이크 코팅(PM2), 552 gsm의 입자 코팅(AP), 및 339 gsm의 사이즈 코팅(PM3)으로 구성된 연마 코팅을 조절되고 백사이즈 처리된 웨브에 가하고 경화시킨다. 경화된 연마 웨브의 짧은 조각(short pieces)을 느슨한 롤로 권취하고 65℃에서 1시간 동안 증기 가열한다. 22 ㎜ 중앙 홀을 갖는 178 ㎜ 직경의 디스크들을 펀치 프레스(punch press)를 이용하여 습한 웨브로부터 절단한다. 이어서, 디스크들을 디스크 면을 가로질러 직교 방향으로 3.8 ㎝ (1.5 in.) 바 플렉서(bar flexor)를 통하여 2회 통과시킨다. 굴곡된 디스크들을 적층하고 목재 플랜지들 사이에서 묶어 베일로 형성하고, 이어서 100℃에서 24시간 동안 더 경화시킨다. 베일형 디스크들(baled discs)을 최종적으로 45％ RH, 24℃ 환경에서 10일 동안 조절되게 된다.

실시예 2는 AR1의 중량이 21.6 gsm(약 7.5 gsm까지 건조 감량됨)인 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조한다.

실시예 3은 SBR이 24.5 gsm(약 12.5 gsm까지 건조 감량됨)의 중량으로 가황 섬유 웨브에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다.

실시예 4는 PM1이 38.9 gsm(약 20.8 gsm까지 건조 감량됨)의 중량으로 가황 섬유 웨브에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다. 오븐 온도는 121℃까지 증가시킨다.

비교예 A는 실시예 1에 따라 제조되지만 백사이즈가 가황 섬유 웨브에 가해지지 않은 대조예이다.

실시예 1-4 및 비교예 A를 형태 측정 절차 A에 따라 형태 변화에 대해 평가한다. 결과들을 ㎜ 단위로 (하기의) 표 III에 기재한다. 실시예 1에 따라 제조된 코팅된 연마 디스크를 도 5에 도시하고 있다.

실시예 5-11 및 비교예 B

실시예 5-11 및 비교예 B는 생성되는 연마 디스크들의 형태 안정성에 대한 다양한 백사이즈 조성물의 조성 및 부가 습량의 영향을 설명하고 있다. 이러한 실시예들에 대한 백사이즈의 조성 및 부가 습량을 하기에 기재한다.

실시예 5는 PM2가 105 gsm(약 86.3 gsm까지 건조 감량됨)의 중량으로 가황 섬유 웨브에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 같이 제조된다. 오븐 온도는121℃이다.

실시예 6은 PM2가 62.4 gsm(약 51.8 gsm까지 건조 감량됨)의 중량으로 가황 섬유 웨브에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 5에서와 같이 제조된다.

실시예 7은 PM2가 20.8 gsm(약 17.3 gsm까지 건조 감량됨)의 중량으로 가황 섬유 웨브에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 5에서와 같이 제조된다.

실시예 8은 AR1의 중량이 62.3 gsm(약 21.8 gsm까지 건조 감량됨)인 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다.

실시예 9는 AR1의 중량이 37.4 gsm(약 13.1 gsm까지 건조 감량됨)인 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다.

실시예 10은 AR1의 중량이 18.5 gsm(약 6.5 gsm까지 건조 감량됨)인 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다.

실시예 11은 AR1이 3개의 별도의 트립(trip)으로 가황 섬유 웨브의 동일 측면에 가해지는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조된다. 3개의 트립에 있어서의 전체 부가량(add-on)은 약 178 gsm (62.3 gsm의 건량)이다. 연마 디스크들이 이 재료로부터 절단되어 굴곡될 때, 백사이즈는 박리(flake off)되는 경향이 있고 더 이상 균일한 후방측 코팅을 제공하지 않는다. 이러한 디스크들은 처리되지 않은 비교 디스크들보다 더 심하게 컬링된다.

비교예 B는 백사이즈가 배킹에 가해지지 않은 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조된다.

실시예 5-11 및 비교예 B는 형태 측정 절차 B에 따라 형태 변화에 대해 평가한다.

비교예 C 및 D는 상표명 "50 GRIT CG CERAMIC RESIN BOND FIBRE DISC"로 미국 일리노이주 시카고 소재의 마벨 어브레이시브즈(Marvel Abrasives)로부터 그리고 상표명 "50 GRIT F986 GREENLYTE PLUS"로 미국 매사추세츠주 워세스터 소재의 노튼 컴퍼니(Norton Company)로부터 각각 얻어지는 2.2 ㎝ (7/8 in.) 중앙 홀을 갖는 직경 18 ㎝ (7 in.)의 ANSI 등급 50의 연마 가황 섬유 디스크들이다. 형태 결과를 ㎜ 단위로 (하기의) 표 IV에 기록한다.

실시예 10 및 비교예 B 및 C의 연마 디스크들을 연삭 시험을 이용하여 평가한다. 시험 결과를 (하기의) 표 V (아래)에 기재한다.

실시예 12-14 및 비교예 E (스핀 용접)

실시예 12는 실시예 1에 따라 연마 디스크로부터 절단된 51 ㎜ 직경의 디스크를 이용하여 제조한다. 나일론 버튼(nylon button)을 표 VII에 보여지는 바와 같은 기구 세팅으로 스핀 용접 절차에 따라 웨브에 가한다.

실시예 13은 연마 디스크가 실시예 4의 것인 것을 제외하고는 실시예 12에 따라 제조하고 시험한다.

실시예 14는 연마 디스크가 실시예 5의 것인 것을 제외하고는 실시예 12에 따라 제조하고 시험한다.

비교예 E는 연마 디스크가 비교예 A의 것인 것을 제외하고는 실시예 12에 따라 준비하고 시험한다.

실시예 12-14 및 비교예 E에 대한 스핀 용접 평가의 결과를 (하기의) 표 VI에 기재한다.

실시예 15

실시예 15는 2-롤 코팅기를 거쳐 PM2를 305 ㎜ 폭의 VF 웨브의 일 측면에 가함으로써 제조한다. 백사이즈 코팅을 116℃로 설정된 오븐에서 3분 동안 약 8.8 gsm의 부가 건중량이 되게 건조시킨다. 백사이징된 웨브를 거꾸로 하고, 코팅 및 건조 단계를 반복하여 프리사이즈 처리된(즉, 프리사이징된) 그리고 백사이즈 처리된(즉, 백사이징된) 웨브를 생성한다. 프리사이징된 그리고 백사이징된 웨브를 롤로 권취하고 50％ RH 환경에서 7 내지 10일 동안 조절한다. 188 gsm 의 메이크 코팅(PM2), 799 gsm의 입자 코팅(AP2) 및 448 gsm의 사이즈 코팅(PM3)으로 구성되는 연마 코팅을 조절된, 백사이징된 그리고 프리사이징된 웨브에 가하고 경화시킨다. 경화된 연마 웨브의 짧은 조각을 느슨한 롤로 권취하고 65℃에서 1시간 동안 증기 가열한다. 22 ㎜ 중앙 홀을 갖는 178 ㎜ 직경의 디스크들을 펀치 프레스를 이용하여 습한 웨브로부터 절단한다. 이어서, 디스크들을 디스크 면을 가로질러 직교 방향으로 2.5 ㎝ (1.0 in.) 바 플렉서를 통하여 2회 통과시킨다. 굴곡된 디스크들을 적층하고 목재 플랜지들 사이에서 묶어 베일로 형성하고, 이어서 100℃에서 24시간 동안 더 경화시킨다. 베일형 디스크들을 최종적으로 70％ RH, 24℃ 환경에서 5일 동안 이어서 45％ RH, 24℃ 환경에서 5일 동안 조절되게 한다.

비교예 F

비교예 F는 양 백사이즈 및 프리사이즈 코팅들이 생략되는 것을 제외하고는 실시예 15와 같이 제조된다.

실시예 15 및 비교예 F는 형태 측정 절차 C 및 연삭 시험 2에 따라 시험한다. 결과는 (하기의) 표 VII에 기재한다.

실시예 16

실시예 16은 실시예 4와 동일하게 제조하는데, 실시예 4에서 백사이즈 적용에 대하여 설명된 것과 동일한 절차에 의해 프리사이즈 (PM1, 38.9 gsm의 부가 습량 (20.8 gsm의 부가 건량))를 VF 웨브의 전방측에 가하는 추가 단계를 포함한다.

실시예 16은 형태 측정 절차 A에 따라 시험한다. 델타 높이는 16.65 ㎜ 이다.

Claims (23)

1. 대향하는 제1 및 제2 주요 표면을 갖는 가황 섬유 배킹, 제1 주요 표면에 부착된 연마층, 및 제2 주요 표면에 부착된 백사이즈를 포함하며,

   백사이즈는 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 90 그램의 건조 평량을 갖고 경화성 라텍스 에멀젼, 페놀 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분들의 반응 생성물을 포함하는 것인 코팅된 연마 용품.
2. 제1항에 있어서, 프리사이즈가 가황 섬유 배킹의 제1 주요 표면에 부착되는 코팅된 연마 용품.
3. 제2항에 있어서, 프리사이즈가 백사이즈와 동일한 성분을 포함하는 코팅된 연마 용품.
4. 제1항에 있어서, 연마 디스크 또는 무단(endless) 벨트를 포함하는 코팅된 연마 용품.
5. 제1항에 있어서, 백사이즈는 경화성 라텍스 에멀젼을 포함하고 건조 평량이 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 25 그램인 코팅된 연마 용품.
6. 제1항에 있어서, 백사이즈는 페놀 수지를 포함하고 건조 평량이 코팅된 연마 용품의 평방미터당 15 내지 90 그램인 코팅된 연마 용품.
7. 제1항에 있어서, 가황 섬유 배킹은 두께가 0.5 내지 1.3 ㎜ 범위인 코팅된 연마 용품.
8. 제1항에 있어서, 연마층은 메이크 층 및 사이즈 층을 포함하는 코팅된 연마 용품.
9. 제1항에 있어서, 연마층은 결합제 내의 연마 입자들의 분산물을 포함하는 코팅된 연마 용품.
10. 제1항에 있어서, 연마층은 폴리에폭사이드, 폴리(메트)아크릴레이트, 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지, 페놀 수지 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 성분들의 반응 생성물을 포함하는 코팅된 연마 용품.
11. 제1항에 있어서, 프리사이즈, 서브사이즈, 포화제, 타이 층 또는 수퍼사이즈 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 코팅된 연마 용품.
12. 제1항에 있어서, 디스크를 포함하며, 백사이즈에 용접된 기계적 체결구를 추 가로 포함하는 코팅된 연마 용품.
13. 제1항에 따른 코팅된 연마 용품을 제공하는 단계,

    연마층을 작업편의 표면에 마찰 접촉시키는 단계; 및

    연마층 및 작업편의 표면 중 적어도 하나를 다른 것에 대해 이동시켜 작업편의 표면의 적어도 일부를 연마하는 단계를 포함하는, 작업편의 표면의 연마 방법.
14. 대향하는 제1 및 제2 주요 표면을 갖는 가황 섬유 배킹을 제공하는 단계;

    경화성 라텍스 에멀젼, 페놀 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 경화성 백사이즈 전구체를 가황 섬유 배킹의 제2 주요 표면상에 코팅하고, 백사이즈 전구체를 경화시켜 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 90 그램의 건조 평량을 갖는 백사이즈를 제공하는 단계; 및

    연마층을 가황 섬유 배킹의 제1 주요 표면에 부착시키는 단계를 포함하는, 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 코팅된 연마 용품을 연마 디스크 또는 무단 벨트로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
16. 제14항에 있어서, 백사이즈는 경화성 라텍스 에멀젼을 포함하고 건조 평량이 코팅된 연마 용품의 평방미터당 8 내지 25 그램인 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
17. 제14항에 있어서, 백사이즈는 페놀 수지를 포함하고 건조 평량이 코팅된 연마 용품의 평방미터당 15 내지 90 그램인 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
18. 제14항에 있어서, 가황 섬유 배킹은 두께가 0.5 내지 1.3 밀리미터 범위인 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
19. 제14항에 있어서, 연마층은 메이크 층 및 사이즈 층을 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
20. 제19항에 있어서, 사이즈 층에 수퍼사이즈를 가하는 단계를 더 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
21. 제14항에 있어서, 연마층은 결합제 내에 분포된 연마 입자들을 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
22. 제14항에 있어서, 연마층은 폴리에폭사이드, 폴리(메트)아크릴레이트, 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지, 페놀 수지 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 성분들의 반응 생성물을 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.
23. 제14항에 있어서, 백사이즈에 기계적 체결구를 용접하는 단계를 추가로 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.

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