KR20080030574A - 조성물, 처리된 배킹, 및 이를 포함하는 연마용품 - Google Patents

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마르코스 알. 네리
제프리 에스. 피터슨
돈 에이치. 킨카이드
그레고리 에이. 버그
제임스 엘. 맥카들
스티븐 제이. 케이페르트
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Abstract

경화성 조성물은 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 에폭시 수지; 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트; 다이시안다이아미드; 및 광개시제를 함유한다. 경화성 조성물은 처리된 배킹 및 코팅된 연마용품의 제조에 유용하다.
배킹, 연마용품, 에폭시 수지, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 다이시안다이아미드, 광개시제, 결합제

Description

조성물, 처리된 배킹, 및 이를 포함하는 연마용품{COMPOSITION, TREATED BACKING, AND ABRASIVE ARTICLES CONTAINING THE SAME}
일반적으로, 코팅된 연마용품은 배킹(backing)에 고정된 연마 입자를 갖는다. 더욱 전형적으로, 코팅된 연마용품은 2개의 주 대향 표면들을 갖는 배킹과, 주 표면에 고정된 연마층을 포함한다. 연마층은 전형적으로 연마 입자와 결합제를 포함하며, 결합제는 연마 입자를 배킹에 고정시키는 역할을 한다.
하나의 통상적인 유형의 코팅된 연마용품은 메이크층(make layer), 사이즈층(size layer) 및 연마 입자를 포함하는 연마층을 갖는다. 그러한 코팅된 연마용품의 제조에서, 제1 결합제 전구체를 포함하는 메이크층이 배킹의 주 표면에 적용된다. 이어서, 연마 입자가 (예를 들어, 정전 코팅(electrostatic coating)을 통하여) 메이크층 내로 적어도 부분적으로 매립되며, 제1 결합제 전구체는 경화되어 (즉, 가교결합되어) 입자를 메이크층에 고정시킨다. 이어서, 제2 결합제 전구체를 포함하는 사이즈층이 메이크층과 연마 입자 위에 적용되고, 이어서 결합제 전구체는 경화된다. 몇몇 코팅된 연마용품은 연마층을 덮는 수퍼사이즈층(supersize layer)을 추가로 포함한다. 수퍼사이즈층은 전형적으로 연마 보조제(grinding aid) 및/또는 로딩 방지재(anti-loading material)를 포함한다.
다른 일반적인 유형의 코팅된 연마용품은 배킹의 주 표면에 고정된 연마층을 포함하며, 연마층은 결합제 전구체 및 연마 입자로 이루어진 슬러리를 배킹의 주 표면 상에 적용하고, 이어서 결합제 전구체를 경화시킴으로써 제공된다.
몇몇 코팅된 연마용품은 배킹 처리재(treatment), 예를 들어 백사이즈층(backsize layer)(즉, 연마층을 갖는 주 표면 반대쪽의 배킹 주 표면 상의 코팅), 프리사이즈층(presize layer), 타이층(tie layer)(즉, 연마층과, 연마층이 고정된 주 표면 사이의 코팅), 및/또는 포화재(saturant)를 추가로 포함한다. 선택적으로, 배킹은 서브사이즈(subsize) 처리재를 추가로 포함할 수도 있다. 서브사이즈는 미리 처리된 배킹에 적용된다는 것을 제외하고는 포화재와 유사하다.
코팅된 연마 구조물에서 사용되는 종래의 배킹 처리재는 레졸 페놀 수지(resole phenolic resin), 페놀/라텍스 블렌드, 우레아-포름알데히드, 및 멜라민 포름알데히드 수지를 포함한다. 이들과 같은 배킹 처리재는 전형적으로 레졸 페놀, 우레아-포름알데히드와, 에폭시계 메이크층 및 슬러리층에 대하여 우수한 점착을 나타낸다. 그러나, 이러한 유형의 배킹 처리재는 메이크 코트 적용 이전에 전형적으로 부분적으로만 경화되기 때문에, 배킹 처리재는 전형적으로 연마층, 입자들에 추가의 다공성을 부여하고/하거나 메이크층의 경화를 방해할 수 있는 포름알데히드, 페놀 및 물과 같은 다양한 휘발성 물질을 방출한다.
사용 동안, 코팅된 연마재의 온도는 전형적으로 마찰열로 인하여 상승한다. 그러한 열은 배킹이 처리되든지 처리되지 않든지 간에 연마층이 배킹으로부터 분리되는 것과 같은 문제를 일으킬 수도 있다.
발명의 개요
일 태양에서, 본 발명은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 하기를 함유하는 경화성 조성물을 제공한다:
a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
d) 다이시안다이아미드;
e) 광개시제; 및
f) 선택적인 에폭시 경화 촉매.
다른 태양에서, 본 발명은 적어도 일부분이 조성물과 접촉하고 있는 천(fabric)을 포함하는 처리된 배킹을 제공하며, 여기서, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
조성물은 하기를 포함하는 성분들의 반응 생성물을 함유한다:
a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
d) 다이시안다이아미드;
e) 광개시제; 및
f) 선택적인 에폭시 경화 촉매.
또 다른 태양에서, 본 발명은 처리된 배킹의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 천의 적어도 일부분을, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
d) 다이시안다이아미드;
e) 광개시제; 및
f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 성분들로부터 제조가능한 경화성 조성물과 접촉시키는 단계와;
조성물을 적어도 부분적으로 경화시키는 단계를 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 배킹 및 연마층을 포함하며, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 하기를 포함하는 성분들의 반응 생성물인 결합제를 포함하는 프리사이즈층, 포화재, 서브사이즈, 백사이즈층 또는 타이층 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 코팅된 연마용품을 제공한다:
a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
d) 다이시안다이아미드;
e) 광개시제; 및
f) 선택적인 에폭시 경화 촉매.
일 실시 형태에서, 연마층은 메이크층 및 사이즈층을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 연마 입자는 결합제 내에 분산된다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 코팅된 연마용품의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
d) 다이시안다이아미드;
e) 광개시제; 및
f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 배킹 처리재 전구체를 배킹의 적어도 일부분 상에 배치하는 단계와,
배킹 처리재 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계와,
중합성 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리를 적어도 부분적으로 중합된 배킹 처리재 전구체 상에 배치하는 단계와,
결합제 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 코팅된 연마재는,
본 발명에 따른 코팅된 연마용품을 제공하는 단계;
연마층의 적어도 일부분을 공작물(workpiece)의 표면의 적어도 일부분과 마찰 접촉시키는 단계; 및
코팅된 연마용품 또는 공작물 중 적어도 하나를 다른 하나에 대하여 이동시켜 상기 표면의 적어도 일부분을 연마하는 단계를 포함하는 방법에 의해 공작물을 연마하는 데 유용하다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 코팅된 연마용품의 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 다른 예시적인 코팅된 연마용품의 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 다른 예시적인 코팅된 연마용품의 측단면도.
본 발명의 일 태양에 따른 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 적어도 하나의 에폭시 수지; b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트; c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지; d) 다이시안다이아미드; e) 광개시제; 및 f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 함유한다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 적어도 하나의 에폭시 수지를, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 20 내지 65 중량% 함유한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조성물은 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 적어도 하나의 에폭시 수지를, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 20 내지 30 중량%, 또는 55 내지 65 중량% 함유할 수도 있다. 전형적으로, 그러한 수지는, 보다 많거나 보다 적은 작용기들이 또한 유용할 수도 있지만, 평균 2개의 에폭시 작용기를 가진다.
에폭시 수지는 액체 또는 고체일 수 있다. 액체이든지 고체이든지 간에, 에폭시 수지는 본 발명에 따른 조성물에 용해성인 것이 선택될 수 있다. 몇몇 예에서, 본 발명에 따른 발열 조성물(heating composition)은 에폭시 수지의 용해를 용이하게 할 수도 있다.
유용한 에폭시 수지의 예에는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F와 에피클로로하이드린의 반응에 의해 형성되는 에폭시 수지와, 그러한 수지의 혼합물이 포함된다. 예로는 비스페놀 A-에피클로로하이드린 유도된 에폭시 수지, 비스페놀 A 다이글리시딜 에테르 (일반적으로 본 기술 분야에서 DGEBA로 지칭됨) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에테르와, 상표명이 "에폰(EPON)" (예를 들어, "에폰 레진(EPON RESIN) 825", "에폰 레진 828", "에폰 레진 1001F", "에폰 레진 1002F", "에폰 레진 1004F", "에폰 레진 1009F", 및 "에폰 레진 2003")이고, 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠(Resolution Performance Products)에 의해 시판되는 구매가능한 에폭시 수지, 및 상표명이 "D.E.R." (예를 들어, "D.E.R. 331", "D.E.R. 332", "D.E.R. 351", "D.E.R. 352", "D.E.R. 354", 및 "D.E.R. 356")이고 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)에 의해 시판되는 다수의 에폭시 수지를 들 수 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 29 내지 75 중량%의 적어도 하나의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 함유한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 29 내지 40 중량, 또는 55 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 함유할 수도 있다. 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 적어도 2개, 예를 들어 적어도 3개, 4개 또는 심지어 5개의 아크릴레이트 작용기를 가지며, 하나 초과의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 블렌드일 수도 있다.
예시적인 유용한 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 (예를 들어, 유씨비 래드큐어(UCB Radcure)에 의해 상표명 "에베크릴(EBECRYL) 230", "에베크릴 270", "에베크릴 1290", "에베크릴 4842", "에베크릴 5129", "에베크릴 8301", "에베크릴 8402", "에베크릴 8804", "에베크릴 8807"로 시판됨), 및 방향족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 (예를 들어, 유씨비 래드큐어에 의해 상표명 "에베크릴 220", "에베크릴 4827", "에베크릴 4849", 및 "에베크릴 6700"으로 시판됨)를 포함한다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 하나 이상의 다작용성 비-우레탄(non-urethane) (메트)아크릴레이트 단량체를 추가로 함유할 수도 있다. 예에는 에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 소르비톨 트라이(메트)아크릴레이트, 소르비톨 헥사(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 아크릴화 에폭시 올리고머 (예를 들어, 비스페놀-A계 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 예를 들어 상표명 "에베크릴 3500", "에베크릴 3600", "에베크릴 3720", 및 "에베크릴 3700"으로 유씨비 래드큐어에 의해 시판되는 것), 및 아크릴화 폴리에스테르 (예를 들어, 유씨비 래드큐어에 의해 상표명 "에베크릴 870"으로 시판됨), 및 이들의 혼합물이 포함된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량% 또는 그 이상의 적어도 하나의 노볼락 페놀 수지를 함유한다. 예를 들어, 본 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 1 내지 6 중량% 또는 그 이상의 하나 이상의 노볼락 페놀 수지를 함유할 수도 있다.
전형적으로, 노볼락 수지는 산 촉매의 존재 하에 알데히드 대 페놀의 몰비를 1 미만으로 하여 페놀 단량체 (예를 들어, 페놀, 크레졸, 자일레놀, 레소르시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 나프톨, 또는 그 조합)를 알데히드와 반응시킴으로써 제조한다. 노볼락의 제조에 사용되는 알데히드의 예에는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 글리옥살 및 푸르푸랄이 포함된다. 전형적으로, 이들 노볼락 수지는, 보다 큰 분자량 및 보다 작은 분자량이 또한 유용할 수도 있지만, 분자량이 300 내지 1,500 범위이다. 게다가, 출발 페놀 단량체는, 적어도 2개의 반응성 부위가 노볼락의 형성을 위하여 남아있기만 하다면, 알킬, 알콕시, 카르복실 및 설포와 같은 다양한 기로 치환될 수 있다.
다수의 노볼락 페놀 수지는 예를 들어 미국 조지아주 애틀랜타 소재의 조지아 퍼시픽 레진스(Georgia Pacific Resins) (예를 들어, 상표명 "GP 2074", "GP 5300", "GP 5833", "레시-플레이크(RESI-FLAKE) GP-2049", "레시-플레이크 GP-2050", 또는 "레시-플레이크 GP-2211"로 시판됨); 독일 프리엘렌도르프 소재의 바케리테 아게(Bakelite AG) (예를 들어, 상표명 "루타펜(RUTAPHEN) 8656F"로 시판됨); 보르덴 케미칼, 인크.(Borden Chemical, Inc) (예를 들어, 상표명 "듀라이트(DURITE) 423A" 또는 "듀라이트 SD1731"로 시판됨)를 비롯한 상업적 공급자로부터 쉽게 입수가능하다. 노볼락 수지가 전형적으로 유용하지만, 레졸 페놀 수지는 본 발명에 따른 경화성 조성물의 경화를 방해하는 경향이 있을 수도 있으며, 함유될 경우 신중하게 사용되어야 한다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 조성물의 경화에 유효한 양의 다이시안다이아미드를 함유한다. 예를 들어, 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 0.5, 1, 2, 또는 5 중량%로부터 최대 10 중량%, 심지어 15 중량%까지의 다이시안다이아미드를 함유할 수도 있다. 다이시안다이아미드는, 예를 들어 미국 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈(Air Products and Chemicals)로부터 상표명 "아미큐어(AMICURE) CG-1200" 및 "아미큐어 CG-1400"으로 시판되는 것과 같이 널리 구매가능하다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 조성물의 경화에 유효한 양의 광개시제를 함유한다. 예를 들어, 경화성 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 0.1, 1, 또는 3 중량%로부터 최대 5, 7 중량%, 또는 심지어 10 중량%까지의 또는 그 이상의 광개시제를 함유할 수도 있다.
광개시제는 단일 광개시제이거나 2종 이상의 광개시제의 조합일 수 있다. 본 발명의 실행에 유용한 광개시제는 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 자유 라디칼에 의해 광경화시키는 데 유용한 것으로 공지된 것을 포함한다. 예시적 광개시제는 벤조인 및 그 유도체, 예를 들어 α-메틸벤조인; α-페닐벤조인; α-알릴벤조인; α-벤질벤조인; 벤조인 에테르, 예를 들어 벤질 다이메틸 케탈 (예를 들어, 상표명 "이르가큐어(IRGACURE) 651"로 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 입수가능함), 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르; 아세토페논 및 그 유도체, 예를 들어 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온 (예를 들어, 상표명 "다로큐르(DAROCUR) 1173"으로 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능함) 및 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 (예를 들어, 상표명 "이르가큐어 184"로 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능함); 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온 (예를 들어, 상표명 "이르가큐어 907"로 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능함); 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1- 부탄온 (예를 들어, 상표명 "이르가큐어 369"로 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능함)을 포함한다.
다른 유용한 광개시제는 피발로인 에틸 에테르, 아니소인 에틸 에테르; 안트라퀴논류, 예를 들어 안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 1,4-다이메틸안트라퀴논, 1-메톡시안트라퀴논 및 벤즈안트라퀴논할로메틸트라이아진 등; 벤조페논 및 그 유도체; 상기에 기재된 요오도늄염 및 설포늄염; 티타늄 복합체, 예를 들어 비스(η5-2,4-사이클로펜타디엔-1-일)비스[2,6-다이플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐]티타늄 (상표명 "CGI 784 DC"로 또한 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 획득); 할로메틸니트로벤젠류, 예를 들어 4-브로모메틸니트로벤젠 등; 모노- 및 비스-아실포스핀 (예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 상표명 "이르가큐어 1700", "이르가큐어 1800", "이르가큐어 1850", 및 "다로큐르 4265"로 입수가능함)을 포함한다.
몇몇 예에서, 본 발명에 따른 조성물에 에폭시 경화 촉매를 함유시키는 것이 유용할 수도 있다. 에폭시 경화 촉매는 잘 알려져 있으며, 이미다졸, 예를 들어 2-에틸이미다졸, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 (예를 들어, 상표명 "이미큐어(IMICURE) EMI-2,4"로 미국 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈에 의해 시판됨) 및 2-프로필이미다졸 (예를 들어, 상표명 "악티론(ACTIRON) NXJ-60"으로 미국 노스 캐롤라이나주 모간톤 소재의 신트론(Synthron)에 의해 시판됨); 및 예를 들어 상표명 "오미큐어(OMICURE) BC-120"으로 미국 뉴저지주 메이플 쉐이드 소재의 씨브이씨 스페셜티 케미칼즈(CVC Specialty Chemicals)에 의해 시판되는 BF3 다이에틸아민 및 BCl3 아민 복합체를 포함하는 삼플루오르화붕소 및 삼염화붕소 복합체와 같은 루이스산(Lewis acid) 복합체를 포함한다.
다른 공지된 에폭시 경화 촉매는 예를 들어 다이메틸프로필아민, 피리딘, 다이메틸아미노피리딘, 및 다이메틸벤질아민을 포함하는 지방족 및 방향족 삼차 아민을 포함한다.
함유될 경우, 전형적으로 에폭시 경화 촉매의 양은, 보다 많은 양 및 보다 적은 양이 또한 유용할 수도 있지만, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 2 중량%의 양으로 전형적으로 존재한다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 하나 이상의 에폭시화된 강인화제(toughening agent)를 선택적으로 함유할 수도 있다. 유용한 에폭시화된 강인화제는 예를 들어 에폭시화 고무 (예를 들어, 상표명 "하이폭스(HYPOX) RA1340"으로 씨브이씨 스페셜티 케미칼즈에 의해 시판됨), 우레탄 고무 개질 에폭시 수지 (예를 들어, 상표명 "퍼시픽(PACIFIC) 6246 플렉스블 에폭시 레진(FLEXIBLE EPOXY RESIN)" 또는 "퍼시픽 6246 플렉스블 에폭시 레진 HV"로 미국 미주리주 리치몬드 소재의 퍼시픽 에폭시 폴리머스(Pacific Epoxy Polymers)에 의해 시판됨); 및 에폭시화 폴리부타디엔 (예를 들어, 상표명 "옥시론(OXIRON) 2001"로 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 에프엠씨 코포레이션(FMC Corporation)에 의해 시판되거나, 상표명 "폴리(POLY) BD 600E" 및 "폴리 BD 605E"로 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 아토피나 케미칼즈(Atofina Chemicals)에 의해 시판됨)을 포함한다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 선택적인 2반응성(bireactive) 중합성 성분, 예를 들어 자유 라디칼에 의해 중합가능한 적어도 하나의 기와, 양이온에 의해 중합가능한 적어도 하나의 기를 갖는 화합물을 추가로 함유할 수도 있다. 2반응성 화합물은, 예를 들어 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 기를, 하나 이상의 에폭시기를 이미 포함하는 화합물 내로 도입하거나, 반대로, 적어도 하나의 에폭시기를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 기를 이미 포함하는 화합물 내로 도입함으로써 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 다양한 첨가제, 예를 들어, 충전제, 증점제, 강인화제, 연마 보조제, 안료, 섬유, 점착성 부여제, 윤활제, 습윤제, 계면활성제, 소포제, 염료, 커플링제, 가소제 및 현탁제를 함유할 수도 있다.
예를 들어, 배킹 처리재로서와 같이 저점도가 바람직한 응용에서, 본 발명에 따른 경화성 조성물에는 용해된 열가소성 중합체 (예를 들어, 중량 평균 분자량이 5,000 이상인 열가소성 중합체)가 본질적으로 없을 수도 있는데, 그 이유는 그러한 물질이 점도를 크게 증가시키는 경향이 있고 이는 코팅 공정을 어렵게 할 수도 있기 때문이다(예를 들어, 다공성 배킹의 포화).
본 발명에 따른 경화성 조성물은 통상적인 방법, 예를 들어 롤 코팅 (예를 들어, 연질 고무 롤을 사용), 분무, 전사 코팅, 딥(dip) 코팅, 스크린 인쇄, 그라비어(gravure) 코팅, 커튼 코팅, 바(bar) 코팅, 나이프(knife) 코팅, 또는 다이(die) 코팅을 이용하여 다양한 기재에 적용될 수도 있다. 경화성 조성물은 균일하거나 패턴화된 방식으로 기재에 적용될 수 있으며, 연속적이거나 불연속적일 수 있다.
고형 성분들을 함유하는 경화성 조성물이 이용될 경우, 그러한 조성물은 예를 들어 경화성 조성물의 다양한 물질들 중 일부 또는 상기 물질 모두를, 적합한 용기에서, 물질들 중 적어도 일부를 액화하여서 물질들이 교반으로 효율적으로 혼합되어 경화성 조성물을 형성할 수 있도록 하기에 충분하지만 이 성분들을 열 분해시키지는 않는 승온, 예를 들어 100℃ 미만의 온도에서 혼합함으로써 제조될 수도 있다.
경화성 조성물은 열에너지, 화학선 방사, 또는 보다 전형적으로는 그 조합에의 노출에 의해 경화될 수도 있다. 그러한 경우, 경화성 조성물의 경화는 경화성 조성물을 적절한 화학선 방사원 (예를 들어, 자외선, 가시광선, 또는 미립자 방사원)에 노출시 전형적으로 시작되며, 그 후 소정 기간 동안 계속될 수도 있다.
열에너지의 유용한 형태는 예를 들어 열 및 적외선 방사를 포함한다. 예시적인 열에너지원은 오븐, 가열된 롤, 고온 공기 송풍기, 적외선 램프, 및 그 조합을 포함한다.
화학선 방사원의 선택은 전형적으로 의도된 가공 조건에 따라, 그리고 광개시제를 적절하게 활성화시키도록 선택된다. 예시적인 유용한 자외선 및 가시광선 방사원은 수은 램프, 크세논 램프, 탄소 아크 램프, 텅스텐 필라멘트 램프, 및 일광을 포함한다. 특히 중간 압력 수은 아크 램프 또는 마이크로파 구동식 H형, D형, 또는 V형 수은 램프, 예를 들어 미국 매릴랜드주 게이터스버그 소재의 퓨전 유브이 시스템즈(Fusion UV Systems)로부터 구매가능한 것으로부터의 자외선 방사가 특히 바람직하다.
화학선 방사에 있어서의 노출 시간은 전형적으로 연루된 반응성 성분들의 양 및 유형, 에너지 공급원, 웨브 속도, 에너지 공급원으로부터의 거리, 및 경화시킬 메이크층의 두께에 따라 0.01초 미만으로부터 1분, 또는 그 이상까지의 범위이며, 이는 예를 들어 0.1 내지 10 줄/제곱 센티미터(J/㎠)의 총 에너지 노출량을 제공한다. 필터 및/또는 이색 반사경(dichroic reflector)이 예를 들어 화학선 방사에 수반되는 열에너지의 감소에 또한 유용할 수도 있다.
전자빔 방사가 사용될 경우, 필요한 선량은 일반적으로 1 메가래드 미만으로부터 100 메가래드 또는 그 이상까지이다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은, 예를 들어 코팅된 연마용품의 제조에서 처리된 배킹으로서의 사용에 있어서 배킹에 적용될 수도 있다. 그러한 처리된 배킹은 전형적으로 본 발명에 따른 경화성 조성물 (즉, 배킹 처리재 전구체)을 배킹의 적어도 일부분에 적용하고, 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 제조된다. 예를 들어, 배킹이 대향하는 2개의 주 표면들을 갖는다면, 경화성 조성물은 주 표면들 중 단지 하나와 접촉하는 방식으로 또는 둘 모두의 주 표면들과 접촉하는 방식으로 (예를 들어, 천을 경화성 조성물로 포화시키거나 배킹의 각각의 주 표면에 경화성 조성물을 둘 모두 적용함으로써) 적용될 수도 있다.
유용한 배킹은, 예를 들어 천, 예컨대 부직포 (예를 들어, 니들택트(needletacked), 멜트스펀(meltspun), 스펀본디드(spunbonded), 하이드로인탱글드(hydroentangled), 또는 멜트블로운(meltblown) 부직포 천을 포함함), 편직 천(knitted fabric), 스티치본디드(stitchbonded) 천, 및 직포 천(woven fabric) (예를 들어, 직물(cloth)); 종이; 메쉬(mesh); 중합체 필름 (프라임드 필름(primed film)을 포함함), 예를 들어 폴리올레핀 필름 (예를 들어, 2축 연신 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 셀룰로오스 에스테르 필름); 호일; 폼(foam) (예를 들어, 천연 스펀지 물질 또는 폴리우레탄 폼); 두 가지 이상의 이들 물질들의 조합; 및 그의 처리된 버전을 포함한다. 배킹은 또한 두 물질의 라미네이트 (예를 들어, 종이/필름, 직물/종이, 필름/직물)일 수도 있다.
유용한 섬유 배킹은 천연 섬유이든지, 합성 섬유이든지, 천연 섬유와 합성 섬유의 블렌드이든지 간에 임의의 공지된 섬유로부터 제조될 수 있다. 유용한 섬유 물질의 예에는 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드 (예를 들어, 헥사메틸렌 아디프아미드, 폴리카프로락탐), 폴리프로필렌, 아크릴 (아크릴로니트릴의 중합체로부터 형성됨), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴 클로라이드-비닐 클로라이드 공중합체, 비닐 클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 흑연, 폴리이미드, 실크, 면, 리넨, 황마, 대마 또는 레이온을 포함하는 섬유 또는 얀(yarn)을 포함한다. 유용한 섬유는, 예를 들어 신규 재료(virgin material)의 것이거나, 가먼트(garment) 절단, 카펫 제조, 섬유 제조, 또는 방직물 가공으로부터 재생된 재활용 또는 폐기 물질의 것일 수 있다. 유용한 섬유는 균질 섬유이거나, 2성분 섬유 (예를 들어, 코-스펀 시스-코어(co-spun sheath-core) 섬유)와 같은 복합체일 수 있다. 섬유는 인장(tensilized) 및 크림프(crimp)될 수 있지만, 또한 압출 공정에 의해 형성되는 것과 같은 연속 필라멘트일 수도 있다.
본 발명에 따른 처리된 배킹은 전형적으로 가요성이다. 배킹의 두께는, 0.02 내지 5 밀리미터, 바람직하게는 0.05 내지 2.5 밀리미터, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.4 밀리미터 범위 외의 두께가 예를 들어 의도된 용도에 따라 또한 유용할 수도 있지만, 일반적으로 이들 범위이다. 배킹의 강도는 사용중 인열 또는 기타 손상을 견디기에 충분하여야 한다. 또한, 배킹의 두께 및 평활도는 코팅된 연마용품의 원하는 두께 및 평활도를 제공하기에 적합하여야 하며, 코팅된 연마용품의 그러한 특성은 예를 들어 코팅된 연마용품의 의도된 응용 또는 용도에 따라 변할 수도 있다.
처리된 배킹은 임의의 평량을 가질 수도 있다. 평량이 제곱 미터 당 100 내지 400 그램 범위인 천을 포함하는 처리된 배킹은 전형적으로 가요성이 우수하며, 코팅된 연마용품에 포함시키기에 매우 적합할 수도 있지만, 보다 큰 평량 및 보다 작은 평량의 것이 또한 우수한 가요성을 가질 수도 있다. 그러한 처리된 배킹의 예에는 평량이 제곱 미터 당 200 내지 270 그램 범위인 천을 포함하는 것, 및 제곱 미터 당 210 내지 230 그램 범위인 것이 포함된다.
배킹에 적용되는 경화성 조성물의 양은, 또한 특정 응용에 따라서 임의의 양일 수도 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물 및 처리된 배킹은 코팅된 연마용품의 제조에서도 유용하며, 이들은 연마층과 배킹 사이에 우수한 점착을 제공할 수도 있다.
하나의 그러한 코팅된 연마용품이 도 1에 도시되어 있다. 이제 도 1을 참조하면, 예시적인 코팅된 연마용품(100)은 배킹(112)을 포함한다. 배킹(112)은 선택적으로 포화재(111)로 포화될 수도 있다. 게다가, 배킹(112)은 선택적인 백사이즈층(113) 및/또는 선택적인 프리사이즈층(115)으로 처리될 수도 있다. 배킹(112)이 다공성일 경우, 백사이즈층(113) 및 프리사이즈층(115)은 배킹 내로 침투하며, 몇몇 경우 심지어 배킹의 다공성 내부 내에서 서로 접촉할 수도 있다. 프리사이즈층(115) 상부에는, 연마 그릿(grit, 118)이 내부에 매립된 메이크층(116)과, 메이크층(116) 및 연마 그릿(118) 상부의 사이즈층(117)을 포함하는 연마층(114)이 있다. 선택적인 수퍼사이즈층(119)은 사이즈층(117) 상부에 놓인다.
본 발명에 따른 다른 예시적인 코팅된 연마용품이 도 2에 도시되어 있다. 이제 도 2를 참조하면, 코팅된 연마용품(200)은 배킹(212)을 포함한다. 배킹(212)은 선택적으로 포화재(211)로 포화될 수도 있다. 게다가, 배킹(212)은 선택적인 백사이즈층(213) 및/또는 선택적인 프리사이즈층(215)으로 처리될 수도 있다. 배킹(212)이 다공성일 경우, 백사이즈층(213) 및 프리사이즈층(215)은 배킹 내로 침투하며, 몇몇 경우 심지어 배킹의 다공성 내부 내에서 서로 접촉할 수도 있다. 프리사이즈층(215) 상부에는, 결합제(209) 전체에 걸쳐 분포된 복수의 연마 그릿(218)을 포함하는 연마층(214)이 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물의 반응 생성물을 포함하는 결합제는, 예를 들어 포화재, 서브사이즈, 프리사이즈층, 백사이즈층 중 하나 이상으로서 사용될 수도 있다. 이들 물질들의 목적은 전형적으로 배킹을 밀봉하고, 배킹 내의 얀 또는 섬유를 보호하고/하거나, 다른 층(들)의 배킹에의 점착을 촉진하는 것이다. 배킹이 천일 경우, 이들 물질 중 적어도 하나가 전형적으로 사용된다. 프리사이즈층 또는 백사이즈층의 부가는 배킹의 전면 및/또는 배면 중 어느 하나에서의 "보다 평활한" 표면을 추가로 생성시킬 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 경화성 조성물의 반응 생성물을 포함하는 결합제의 배킹에의 우수한 점착은, 경화성 조성물이 타이층으로서, 또는 연마층 내에서 사용되기에 적합하게 할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 메이크 코트 또는 슬러리 코트로서 배킹 상으로 적용될 수도 있으며, 이어서 제조 공정 중 적절한 시점에서 적어도 부분적으로 경화되어 연마 입자가 내부에 분포된 메이크층 또는 결합제를 형성할 수도 있다.
코팅된 연마용품에서의 사용에 있어서, 배킹의 두께는, 0.02 내지 5 밀리미터, 예를 들어, 0.05 내지 2.5 밀리미터, 또는 0.1 내지 1 밀리미터 범위 외의 두께가 또한 유용할 수도 있지만, 일반적으로 이들 범위이다.
상기에 논의된 처리 배킹의 제조에 사용되는 천 외에도, 코팅된 연마용품의 제조에 유용한 배킹은 중합체 필름 (프라임드 필름을 포함함), 예를 들어 폴리올레핀 필름 (예를 들어, 2축 연신 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 셀룰로오스 에스테르 필름), 금속 호일, 메쉬, 폼 (예를 들어, 천연 스펀지 물질 또는 폴리우레탄 폼), 종이, 코팅된 종이, 및 그 조합을 포함한다.
배킹은 또한 두 물질의 라미네이트 (예를 들어, 종이/필름, 직물/종이, 또는 필름/직물)일 수도 있다. 또한, 예를 들어, 배킹은 예컨대 미국 특허 제5,417,726호 (스타우트(Stout) 등)에 기재된 것과 같은 섬유 강화 열가소성 물질, 또는 예컨대 미국 특허 제5,573,619호 (베네딕트(Benedict) 등)에 기재된 바와 같이 무한 무이음형 벨트(endless spliceless belt)일 수도 있다.
배킹은 예를 들어 미국 특허 제5,505,747호 (체슬리(Chesley) 등)에 기재된 것과 같이 후킹 스템(hooking stem)이 돌출된 중합체 기재일 수도 있거나, 배킹은 예를 들어 미국 특허 제5,565,011호 (폴레트(Follett) 등)에 기재된 것과 같이 루프 천일 수도 있다.
배킹 재료의 선택은 코팅된 연마용품의 의도된 응용에 따라 달라질 수도 있다. 또한, 배킹의 두께 및 평활도는 코팅된 연마용품의 원하는 두께 및 평활도를 제공하기에 적합하여야 하며, 코팅된 연마용품의 그러한 특성은 예를 들어 코팅된 연마용품의 의도된 응용 또는 용도에 따라 변할 수도 있다.
정전기 방지재가 임의의 이들 배킹 처리재에 포함될 수도 있다. 정전기 방지재의 첨가는, 코팅된 연마용품에서 목재 또는 목재 유사 물질을 샌딩(sanding)할 때 정전기가 축적되는 경향을 감소시킬 수 있다. 정전기 방지 배킹 및 배킹 처리재에 관한 추가의 상세한 설명을 예를 들어 미국 특허 제5,108,463호 (부카난(Buchanan) 등); 미국 특허 제5,137,542호 (부카난 등); 미국 특허 제5,328,716호 (부카난); 및 미국 특허 제5,560,753호 (부카난 등)에서 볼 수 있다.
몇몇 예에서, 생성된 코팅 연마용품이 백업(back up) 패드에 고정될 수 있도록 감압성 접착제를 코팅된 연마용품의 배면에 혼입시키는 것이 바람직할 수도 있다. 예시적인 감압성 접착제는 라텍스 크레이프(crepe), 로진, 아크릴 중합체와, 폴리아크릴레이트 에스테르 (예를 들어, 폴리(부틸 아크릴레이트)), 비닐 에테르 (예를 들어, 폴리(비닐 n-부틸 에테르))를 포함하는 공중합체, 알키드 접착제, 고무 접착제 (예를 들어, 천연 고무, 합성 고무, 염소화 고무), 및 그 혼합물을 포함한다.
결합제 수지의 배킹에의 점착을 촉진하기 위하여, 배킹의 하나 이상의 표면을 코로나 방전, 자외광 노출, 전자빔 노출, 화염 방전(flame discharge), 및/또는 스커핑(scuffing)을 포함하는 공지된 방법으로 변경시킬 수도 있다.
연마 입자와, 메이크층, 사이즈층 및 선택적인 수퍼사이즈층을 포함하는 코팅된 연마용품에 관한 상세한 설명은 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 미국 특허 제4,734,104호 (브로버그(Broberg)); 미국 특허 제4,737,163호 (라르키(Larkey)); 미국 특허 제5,203,884호 (부카난 등); 미국 특허 제5,152,917호 (피에퍼(Pieper) 등); 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러(Culler) 등); 미국 특허 제5,417,726호 (스타우트 등); 미국 특허 제5,436,063호 (폴레트 등); 미국 특허 제5,496,386호 (브로버그 등); 미국 특허 제5,609,706호 (베네딕트 등); 미국 특허 제5,520,711호 (헬민(Helmin)); 5,954, 844 (로(Law) 등); 미국 특허 제5,961,674호 (가글리아디(Gagliardi) 등); 미국 특허 제4,751,138호 (밴지(Bange) 등); 미국 특허 제5,766,277호 (드보에(DeVoe) 등); 미국 특허 제6,077,601호 (드보에 등); 미국 특허 제6,228,133호 (터버(Thurber) 등); 및 미국 특허 제5,975,988호 (크리스티안슨(Christianson))에 기재되어 있다.
이용되는 메이크층의 평량은, 예를 들어 의도된 용도(들), 연마 입자의 유형(들), 및 제조되는 코팅된 연마용품의 성질에 따라 달라질 수도 있지만, 일반적으로 제곱 미터 당 1, 2, 또는 5 그램으로부터 20, 25, 400, 또는 심지어 600 그램(즉, g/㎡)의 범위일 것이다. 메이크층은, 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅 및 분무 코팅을 포함하는, 메이크층을 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수도 있다.
메이크층을 배킹에 적용한 후, 그리고 메이크층을 (예를 들어 경화에 의해) 고형화하기 이전에, 연마 입자를 메이크층 상에 침착시킨다.
예시적인 유용한 연마 입자는 융해된 산화알루미늄계 물질, 예를 들어 산화알루미늄, 세라믹 산화알루미늄(이는 하나 이상의 금속 산화물 개질제 및/또는 시딩(seeding) 또는 핵화제를 포함할 수도 있음), 및 열처리 산화알루미늄, 탄화규소, 동시 융해된(co-fused) 알루미나-지르코니아, 다이아몬드, 세리아(ceria), 이붕화티타늄, 입방정형 질화붕소, 탄화붕소, 석류석(garnet), 수석(flint), 금강사(emery), 졸-젤 유도된 연마 입자, 및 그 블렌드를 포함한다. 졸-젤 연마 입자의 예에는 미국 특허 제4,314,827호 (레이테이세르(Leitheiser) 등); 미국 특허 제4,518,397호 (레이테이세르 등); 미국 특허 제4,623,364호 (코트링거(Cottringer) 등); 미국 특허 제4,744,802호 (슈바벨); 미국 특허 제4,770,671호 (몬로(Monroe) 등); 미국 특허 제4,881,951호 (우드(Wood) 등); 미국 특허 제5,011,508호 (왈드(Wald) 등); 미국 특허 제5,090,968호 (펠로우(Pellow)); 미국 특허 제5,139,978호 (우드); 미국 특허 제5,201,916호 (베르그(Berg) 등); 미국 특허 제5,227,104호 (바우어(Bauer)); 미국 특허 제5,366,523호 (로웬호스트(Rowenhorst) 등); 미국 특허 제5,429,647호 (라미에(Larmie)); 미국 특허 제5, 498,269호 (라미에); 및 미국 특허 제5,551,963호 (라미에)에 기재된 것이 포함된다. 연마 입자는 예를 들어 개개의 입자들, 응집체, 복합 연마 입자, 및 그 혼합물의 형태일 수도 있다.
예시적 응집체가 예를 들어 미국 특허 제4,652,275호 (블뢰처(Bloecher) 등) 및 미국 특허 제4,799,939호 (블뢰처 등)에 기재되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,078,753호 (브로버그 등)에 기재된 바와 같이 희석제 부식성 응집 그레인(grain)을 사용하는 것도 본 발명의 범주 이내이다. 복합 연마 입자는 결합제 내에서 연마 그레인을 포함한다.
예시적인 복합 연마 입자가 예를 들어 미국 특허 제5,549,962호 (홈즈(Holmes) 등)에 기재되어 있다.
연마 입자에 있어서의 코팅의 중량은, 예를 들어 원하는 특정한 코팅된 연마용품, 연마 입자의 적용 방법, 및 연마 입자의 크기에 따라 달라질 수도 있지만, 전형적으로 1 내지 2000 g/㎡ 범위이다.
또한, 사이즈층의 평량은 의도된 용도(들), 연마 입자의 유형(들), 및 제조되는 코팅된 연마용품의 성질에 따라 변하는 것이 필요할 것이지만, 일반적으로 1 또는 5 g/㎡으로부터 300, 또는 심지어 800 g/㎡ 또는 그 이상까지의 범위이다. 사이즈층은, 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅 및 분무 코팅을 포함하는, 사이즈층을 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수도 있다.
본 발명에 따른 코팅된 연마용품의 몇몇 실시 형태에서, 연마층은 본 발명에 따른 경화성 조성물 (전형적으로 슬러리로서 코팅됨)의 반응 생성물인 결합제와 연마 입자의 분산물을 포함한다. 슬러리 코팅 기술은 연마재 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 미국 특허 제5,378,251호 (쿨러 등); 제5,942,015호 (쿨러 등); 및 제6,277,160호 (스툽스(Stubbs) 등)에 기재된 것을 포함한다.
본 발명에 따른 코팅된 연마용품의 몇몇 실시 형태에서, 연마층은 연마 복합체를 포함하며, 상기 연마 복합체는 몇몇 실시 형태에서 정밀하게 성형된다.
따라서, 다른 예시적 실시 형태에서, 본 발명에 따른 코팅된 연마용품은 정밀하게 성형된 연마 복합체를 포함하는 연마층을 가질 수도 있다 (예를 들어, 구조화된(structured) 연마용품). 이제 도 3을 참조하면, 예시적인 구조화된 연마용품(300)은 배킹(310), 배킹(310)의 주 표면(315)에 고정된 본 발명에 따른 배킹 처리재(320), 및 타이층(320)에 고정된 연마층(330)을 갖는다. 연마층(330)은 정밀하게 성형된 복수의 연마 복합체(355)를 포함한다. 연마 복합체는 결합제(350)에 분산된 연마 입자(360)를 포함한다.
그러한 코팅된 연마용품의 제조에서, 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리는 정밀하게 성형된 복수의 공동(cavity)을 내부에서 갖는 도구에 적용될 수도 있다. 이어서, 이 슬러리는 예를 들어 슬러리의 접착 또는 부가 중합에 의해 적어도 부분적으로 중합되어 타이층에 점착된다. 적합한 결합제 전구체 및 연마 입자는 예를 들어 상기에 열거된 것들을 포함한다.
연마 복합체는 연마층의 노출된 표면 상에 상승된 특징부 또는 함몰부 중 적어도 하나를 생성하는 임의의 3차원 형상의 것일 수 있다. 유용한 형상은, 예를 들어, 입방정형, 프리즘형, 피라미드형 (예를 들어, 정사각형 피라미드형 또는 육각형 피라미드형), 절두 피라미드형, 원추형, 십자형, 반구형, 절두 원추형을 포함한다. 상이하게 성형되고/되거나 상이한 크기로 된 연마 복합체들의 조합이 또한 사용될 수도 있다. 구조화된 연마재의 연마층은 연속적이거나 불연속적일 수 있다.
정밀 마무리 응용에 있어서, 연마층 중 연마 복합체의 밀도는 전형적으로 제곱 센티미터 당 연마 복합체가 적어도 150개, 1,500개, 또는 심지어 7,800개(즉, 제곱 인치 당 연마 복합체가 적어도 1,000개, 10,000개, 또는 심지어 적어도 20,000개)로부터 제곱 센티미터 당 연마 복합체가 7,800개, 11,000개를 포함한 이 개수까지의, 또는 심지어 15,000개만큼 많은(제곱 인치 당 연마 복합체가 50,000개, 70,000개를 포함한 이 개수까지의, 또는 심지어 100,000개만큼 많은) 범위이지만, 연마 복합체의 보다 크거나 보다 작은 밀도가 또한 사용될 수도 있다.
정밀하게 성형된 연마 복합체를 포함하는 연마층을 갖는 코팅된 연마용품에 관한 추가의 상세 사항을, 예를 들어 미국 특허 제5,152,917호 (피에퍼 등); 미국 특허 제5,435,816호 (스퍼게온(Spurgeon) 등); 미국 특허 제5,672,097호 (후프만(Hoopman)); 미국 특허 제5,681,217호 (후프만 등); 미국 특허 제5,851,247호 (스퇴첼(Stoetzel) 등); 및 미국 특허 제6,139,594호 (킨케이드(Kincaid) 등)에서 볼 수 있다.
본 발명에 따른 코팅된 연마용품은, 예를 들어 벨트, 테이프, 롤, 디스크 (천공형 디스크를 포함함), 및/또는 시트로 전환될 수 있다. 벨트 응용에 있어서, 연마 시트의 2개의 자유 단부가 공지된 방법을 사용하여 함께 연결되어 이음형 벨트(spliced belt)를 형성할 수도 있다. 또한, 무이음형 벨트는, 예를 들어 미국 특허 제5,573,619호 (베네딕트 등)에 기재된 바와 같이 형성시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 코팅된 연마용품은 공작물의 연마에 유용하다. 그러한 한 가지 방법은 코팅된 연마용품의 연마층의 적어도 일부분을 공작물의 표면의 적어도 일부분과 마찰 접촉시키는 단계, 및 코팅된 연마용품 또는 공작물 중 적어도 하나를 나머지 다른 하나에 대하여 이동시켜 상기 표면의 적어도 일부분을 연마하는 단계를 포함한다.
공작물 재료의 예에는 금속, 금속 합금, 특수 금속 합금, 세라믹, 유리, 목재, 목재 유사 물질, 복합재, 도색된 표면, 플라스틱, 강화 플라스틱, 석재 및/또는 그 조합이 포함된다. 공작물은 평평하거나, 소정 형상 또는 그와 관련된 윤곽을 가질 수 있다. 예시적인 공작물은 금속 부품, 플라스틱 부품, 파티클보드(particleboard), 캠축, 크랭크축, 가구 및 터빈 블레이드를 포함한다.
본 발명에 따른 코팅된 연마용품은 손을 이용해 사용되고/되거나 기계와 조합되어 사용될 수 있다. 코팅된 연마용품 및 공작물 중 적어도 하나 또는 이들 둘 모두는 연마될 때 일반적으로 나머지 다른 하나에 대하여 이동된다.
연마는 습윤 또는 건조 조건 하에 행해질 수 있다. 습식 연마를 위한 예시적인 액체는 물, 통상적인 녹 억제 화합물을 포함하는 물, 윤활제, 오일, 비누 및 절삭 유체를 포함한다. 이 액체는 소포제(defoamer), 그리스 제거제(degreaser), 및/또는 그 유사물질을 또한 포함할 수도 있다.
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 나타내지 않는 한, 실시예 및 나머지 명세서에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이며, 실시예에서 사용한 모든 시약은 일반적인 화학물질 공급자, 예를 들어 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Company)로부터 획득하였거나 그로부터 입수가능하거나, 통상적인 방법으로 합성할 수 있다.
하기 약어가 실시예 전반에 걸쳐 사용된다:
ADHCUR1": 개질 폴리아미드 아민, 상표명 "베르사미드(VERSAMIDE) 125"로 미국 오하이오주 신시내티 소재의 코그니스 코포레이션(Cognis Corp.)으로부터 구매가능;
"ADHCUR2": 개질 지방족 아민, 상표명 "안카민 AD 큐어링 에이전트(ANCAMINE AD CURING AGENT)"로 미국 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈로부터 구매가능;
"AFR1": 산성 방향족 아크릴레이트 올리고머, 상표명 "포토머(PHOTOMER) 4173"으로 코그니스 코포레이션으로부터 구매가능;
"AZ1": 다작용성 아지리딘, 상표명 "하이드로플렉스(HYDROFLEX) XR-2990"로 미국 미네소타주 바드나이스 하이츠 소재의 에이치.비. 풀러 컴퍼니(H.B. Fuller Company)로부터 구매가능;
"ACR1": 아크릴화 지방족 우레탄, 상표명 "에베크릴 8402"로 미국 조지아주 스미르나 소재의 유씨비 래드큐어로부터 획득;
"ACR2": 지방족 우레탄 다이아크릴레이트, 상표명 "에베크릴 270"으로 유씨비 래드큐어로부터 획득;
"ACR3": 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 상표명 "TMPTA-N"으로 유씨비 래드큐어로부터 획득;
"ACR4": 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 상표명 "SR351"로 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 획득;
"DICY": 다이시안다이아미드 (평균 입자 크기는 10 마이크로미터 미만임), 상표명 "아미큐어 CG-1400"으로 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈로부터 획득;
"CPA1": 실란 커플링제, 상표명 "실란(SILANE) A-174NT"로 미국 웨스트 버지니아주 프렌들리 소재의 지이-실리콘즈(GE-Silicones)로부터 획득;
"CUR1": 2-프로필이미다졸, 상표명 "악티론 NXJ-60 리퀴드(LIQUID)"로 미국 노스 캐롤라이나주 모간톤 소재의 신트론, 인크.(Synthron, Inc.)로부터 획득;
"EP1": 비스페놀 A 에폭시 작용성 물질, 상표명 "에폰 828"로 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠로부터 획득;
"FIL1": 메타규산칼슘, 상표명 "400 월라스타코트(WOLLASTACOAT)"로 미국 뉴욕주 윌스보로 소재의 엔와이씨오 미네랄즈 인크.(NYCO Minerals Inc.)로부터 획득;
"FIL2": 탄산칼슘, 상표명 "Q325"로 미국 조지아주 아틀란타 소재의 제이.엠. 후버 코포레이션(J.M. Huber Corporation)으로부터 획득;
"FIL3": 피어리스(Peerless) 점토, 상표명 "피어리스 #4 카올린 클레 이(KAOLIN CLAY)"로 미국 사우스 캐롤라이나주 배스 소재의 알티 반더빌트 컴퍼니(RT Vanderbilt Company)로부터 획득;
"GC1": X 웨이트(weight)의 100% 코튼 드릴(drill)로 이루어진 미가공(greige) 직물, 브라질 상 파울로 소재의 콤파니아 자우엔세 인더스트리얼(Companhia Jauense Industrial)로부터 획득;
"GC2": 150 그램/제곱 미터(g/㎡)로 칭량되는 오픈-엔드 스펀 얀(open-end spun yarn)으로부터의 100% 폴리에스테르 새틴(sateen) 천으로 이루어진 미가공 직물, 상표명 "파워스트레이트(POWERSTRAIGHT)"로 미국 사우스 캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄 앤드 컴퍼니(Milliken and Co.)로부터 구매가능;
"GC3": 326 g/㎡로 칭량되는 오픈-엔드 스펀 얀으로부터의 100% 폴리에스테르 새틴 천으로 이루어진 미가공 직물, 상표명 "파워스트레이트"로 밀리켄 앤드 컴퍼니로부터 구매가능;
"GC4": 224 g/㎡로 칭량되는 오픈-엔드 스펀 얀으로부터의 100% 코튼 드릴로 이루어진 염색되고 신장된 미가공 직물, 밀리켄 앤드 컴퍼니로부터 구매가능;
"LA1": 폴리아미드 고온 용융 라미네이팅 접착제, 상표명 "제트 멜트 브랜드 어드히시브(JET MELT BRAND ADHESIVE) PG3779"로 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 획득;
"LA2": 하기와 같이 제조한 라미네이팅 접착제: 237 ㎖의 유리병에 100 g의 EP1, 28 g의 ADHCUR1, 5 g의 ADHCUR2 및 80 g의 FIL1을 충전시키고, 이어서 저전단력 믹서를 이용하여 균질해질 때까지 혼합함;
"LT1": 라텍스 물질, 상표명 "하이카(HYCAR) 1581"로 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 노베온, 인크.(Noveon, Inc.)로부터 획득;
"MIN1": ANSI 등급 50의 산화알루미늄/산화지르코늄 공융(eutectic) 블렌드, 상표명 "노존(NORZON)"으로 미국 매사추세츠주 워세스터 소재의 세인트-고바인 어브레이시브즈(Saint-Gobain Abrasives)로부터 획득;
"MIN2": ANSI 등급 60의 연마 광물, 상표명 "듀랄룸(DURALUM) G52 브라운 알루미늄 옥사이드 그레이드(BROWN ALUMINUM OXIDE GRADE) 60"으로 미국 뉴욕주 나이아가라 폴즈 소재의 워싱턴 밀즈 일렉트로 미네랄즈 코포레이션(Washington Mills Electro Minerals Corporation)으로부터 획득;
"MIN3": ANSI 등급 80의 연마 광물, 상표명 "듀랄룸 G52 브라운 알루미늄 옥사이드 그레이드 80"으로 워싱턴 밀즈 일렉트로 미네랄즈 코포레이션으로부터 획득;
"MIN4": ANSI 등급 60의 연마 광물, 상표명 "쓰리엠 큐비트론 어브레이시브 그레인(3M CUBITRON ABRASIVE GRAIN) 321"로 쓰리엠 컴퍼니로부터 획득;
"MIN5": JIS 등급 400의 연마 광물, 상표명 "쓰리엠 큐비트론 어브레이시브 그레인 321"로 쓰리엠 컴퍼니로부터 획득;
"MIN6": ANSI 등급 80의 연마 광물, 상표명 "쓰리엠 큐비트론 어브레이시브 그레인 321"로 쓰리엠 컴퍼니로부터 획득;
"OX 50": 비결정질 실리카, 상표명 "에어로실(AEROSIL) OX 50"으로 미국 일리노이주 버논 소재의 데구사 코포레이션(Degussa Corporation)으로부터 획득;
"NOV1": 노볼락 수지, 상표명 "루타펜 8656F"로 독일 프리엘렌도르프 소재의 바케리테 아게로부터 획득;
"PI1": 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 상표명 "이르가큐어 651"로 미국 뉴욕주 호톤 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 획득;
"PI2": 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1- 부탄온, 상표명 "이르가큐어 369"로 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 획득.
하기 측정 시험 방법을 실시예 전반에 걸쳐 사용하였다.
스트립백(stripback) 점착력 시험
17.8 ㎝ x 7.6 ㎝ x 6 ㎜의 치수를 갖는 목재 보드를 하기와 같이 라미네이팅 조성물 LA1 또는 LA2로 코팅하였다.
LA1을 사용할 경우, 이것은 고온 용융 접착제 글루 건(glue gun)을 사용하여 분배하였다. 시험할 코팅된 연마재의 25 ㎝ x 8 ㎝ 스트립의 15 ㎝ 조각을, 연마재 면을 라미네이팅 접착제에 대향하도록 하여 부분적으로 용융 라미네이팅 접착제 상에 두었다. 이어서 연마재 스트립을 적소에서 누르고, 이어서 이 조립체를 25℃로 냉각시켰다.
LA2를 사용할 경우, 시험할 코팅된 연마재의 25 ㎝ x 8 ㎝ 스트립의 15 ㎝ 조각을, (보드 외에도) 연마재 면을 라미네이팅 접착제로 또한 코팅하여, 연마재 면을 보드에 대향하도록 하여 부분적으로 라미네이팅 접착제 상에 두었다. 이어서, 연마재 스트립을 적소에서 누르고, 25℃에서 12시간 동안, 그리고 마지막으로 50℃에서 4시간 동안 경화시켰다.
상표명 "신테크(SINTECH) 6W"로 미국 미네소타주 에덴 프레이리 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation)으로부터 획득한 인장력 측정 기계의 상부 조오(jaw) 내로 목재 보드를 수평으로 장착하였다. 이어서 코팅된 연마재의 자유 단부를 인장력 측정기의 하부 조오에 부착시키고, 하부 조오에 의해 코팅 연마재를 목재 보드로부터 0.5 ㎜/s의 속력으로, 90도의 각도로 끌어당겼다. 시험 표본의 탈락을 야기하는 데 필요한, 표본 폭 1 센티미터 당 뉴턴 단위로 표현되는 힘(N/㎝)을 보고하였다. 시험은 삼중으로 행하였다.
수지 제조
연마재 슬러리 1(Abrasive Slurry 1, AS1)
연마재 슬러리는 하기 성분들을 열거된 순서로 18 리터(5 갤런) 들통(pail)에 첨가함으로써 제조하였다: 9583 g의 ACR, 86 96 g의 PI2, 8688 g의 FIL1, 372 g의 CPA1, 87 g의 OX 50, 11172 g의 MIN5. 이 슬러리는, 미국 캘리포니아주 아델란토 소재의 스코트 터본 믹서, 인크.(Scott Turbon Mixer, Inc.)로부터 입수가능한 고전단력 믹서(모델 PHR-2A)를 사용하여, 슬러리의 온도가 26.7℃(80℉)에 도달할 때까지 130.9 rad/s(1250 rpm)에서 1시간 동안 혼합하였다.
연마재 슬러리 2( Abrasive Slurry 2, AS2 )
연마재 슬러리는 하기 성분들을 열거된 순서로 18 리터(5 갤런) 들통(pail)에 첨가함으로써 제조하였다: 5932 g의 ACR4, 60 g의 PI2, 5817 g의 FIL1, 290 g의 CPA1, 290 g의 OX 50, 및 12610 g의 MIN6. 이 슬러리는, 미국 캘리포니아주 아델란토 소재의 스코트 터본 믹서, 인크.로부터 입수가능한 고전단력 믹서(모델 PHR-2A)를 사용하여, 슬러리의 온도가 26.7℃(80℉)에 도달할 때까지 130.9 rad/s(1250 rpm)에서 1시간 동안 혼합하였다.
백사이즈 수지 1( Backsize Resin 1, BSR1 )
BSR1은 20℃에서 420 g의 FIL2, 15 g의 RIO 및 180 g의 LT1을 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1 /1인 120 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
백사이즈 수지 2( Backsize Resin 2, BSR2 )
BSR2는 20℃에서 450 g의 FIL2 및 15 g의 RIO를 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1 /1인 285 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
백사이즈 수지 3(Backsize Resin 3, BSR3)
BSR3은 20℃에서 90 g의 FIL3, 및 250 g의 LT1을 페놀 대 포름알데히드의 비가 2.1/1인 250 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
직물 포화 수지 1(Cloth Saturating Resin 1, CSR1)
CSR1은 20℃에서 100 g의 LT1을 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1/1인 120 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
직물 처리 수지 1( Cloth Treating Resin 1, CTR1 )
EP1 (110.0 g) 및 2.0 g의 PI1을 236.6 밀리리터(8-온스) 유리병에 첨가하고, 균질해질 때까지 20℃에서 수동으로 혼합하였다. 이어서, 이 병을 60℃로 설정된 오븐 내에 30분 동안 두었다. 병을 오븐으로부터 꺼내고, 하기 화합물들을 첨가하고, 균질해질 때까지 수동으로 혼합하였다: 10.0 g의 NOV1, 60.0 g의 ACR1, 15.0 g의 ACR3, 및 16.0 g의 DICY. 코팅 직전에, 1.5 g의 CUR1을 첨가하고, 균질해질 때까지 수동으로 혼합하였다.
직물 처리 수지 2(Cloth Treating Resin 2, CTR2)
CTR2는, 조성을 하기와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 CTR1에서 설명한 방법에 따라 제조하였다: 22.5 g의 EP1, 1.0 g의 PI1, 1.5 g의 NOV1, 70.0 g의 ACR1, 3.0 g의 ACR3, 1.5 g의 DICY, 및 0.3 g의 CUR1.
직물 처리 수지 3(Cloth Treating Resin 3, CTR3)
CTR3은, 조성을 하기와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 CTR1에서 설명한 방법에 따라 제조하였다: 110.0 g의 EP1, 2.0 g의 PI1, 10.0 g의 NOV1, 60.0 g의 ACR1, 16.0 g의 DICY, 및 1.5 g의 CUR1.
직물 처리 수지 4( Cloth Treating Resin 4, CTR4 )
CTR4는, 조성을 하기와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 CTR1에서 설명한 방법에 따라 제조하였다: 110.0 g의 EP1, 2.0 g의 PI1, 10.0 g의 NOV1, 60.0 g의 ACR2, 16.0 g의 DICY, 및 1.5 g의 CUR1.
직물 처리 수지 5( Cloth Treating Resin 5, CTR5 )
CTR5는, 조성을 하기와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 CTR1에서 설명한 방법에 따라 제조하였다: 140.0 g의 EP1, 2.0 g의 PI1, 10.0 g의 NOV1, 30 g의 ACR1, 16.0 g의 DICY, 및 1.5 g의 CUR1.
직물 처리 수지 6(Cloth Treating Resin 6, CTR6)
CTR6은, 조성을 하기와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 CTR1에서 설명한 방법에 따라 제조하였다: 140.0 g의 EP1, 2.0 g의 PI1, 10.0 g의 NOV1, 30 g의 ACR1, 10 g의 ACR3, 16.0 g의 DICY, 및 1.5 g의 CUR1.
직물 처리 수지 7( Cloth Treating Resin 7, CTR7 )
CTR7은 20℃에서 11306 g의 EP1 및 151 g의 PI1을 19-리터(5-갤런) 들통에서 기계적으로 혼합함으로써 제조하였다. 이어서, 이 들통을 70℃에서 30분 동안 오븐 내에 두었다. 들통을 오븐으로부터 꺼내고, 754 g의 NOV1 및 1206 g의 DICY를 들통에 첨가하고, 균질해질 때까지 혼합하였다. 마지막으로, 114 g의 CUR1을 수지의 코팅 직전에 조성물 내로 혼합시켰다.
메이크 수지 1(Make Resin 1, MR1)
MR1은, 20℃에서 425 g의 FIL2를 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1/1인 425 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 총 중량이 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
메이크 수지 2(Make Resin 2, MR2)
MR2는, 20℃에서 415 g의 FIL2를 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1/1인 415 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이어서, 이 혼합물을 물로 총 중량이 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
타이 코트 수지( Tie Coat Resin , TCR )
TCR은 20℃에서 13650 g의 ACR1 및 150 g의 PI1을 18-리터(5-갤런) 들통에서 기계적으로 혼합함으로써 제조하였다. 이어서, 이 들통을 60℃에서 4시간 동안 오븐 내에 두었다. 들통을 오븐으로부터 꺼내고, 150 g의 AFR1 및 750 g의 AZ1을 들통에 첨가하고, 균질해질 때까지 혼합한 후 코팅하였다.
사이즈 수지 1( Size Resin 1, SR1 )
SR1은, 20℃에서 544 g의 FIL2를 페놀 대 포름알데히드의 비가 1.5-2.1/1인 256 g의 페놀-포름알데히드 수지 내로 균질해질 때까지 기계적으로 교반함으로써 제조하였는데, 이는 2.5 중량%의 수산화나트륨으로 촉매하였다. 이 혼합물을 물로 총 중량이 1 킬로그램이 될 때까지 희석시켰다.
배킹 처리
처리 직물 1(Treated Cloth 1, TC1)
직물 처리 수지 CTR3은, 미국 플로리다주 폼파노 비치 소재의 폴 엔. 가드너 컴퍼니(Paul N. Gardner Company)로부터 입수가능한 10.2 ㎝(4-인치) 폭의 핸드헬드(hand-held) 코팅 나이프를 사용하여 15.2 x 30.4 ㎝(6-인치 x 12-인치)의 미가 공 직물 GC1의 전면(front side)에 적용하였다. 나이프 갭은 76.2 마이크로미터(3-밀(mil))의 갭으로 설정하였다. 이어서, 처리된 직물을, 미국 매릴랜드주 게이터스버그 소재의 퓨전 시스템즈 인크.(Fusion Systems Inc.)로부터의 자외선(UV) 램프, "D"형 전구를 이용하여, 7.6 미터/분(meters per minute, mpm)으로, 그리고 118 와트/㎠(118 J/㎠-초)로 조사하고, 이어서 160℃에서 10분 동안 가열하여 열경화시켰다. 이어서, 전면에 대한 것과 동일한 코팅 절차를 사용하여 백사이즈 수지 BSR1을 직물의 반대면에 적용하고, 그 후 수지를 90℃, 110℃ 및 120℃에서 순차적으로 10분 간격으로 열경화시켰다.
처리 직물 2-6 ( Treated Cloths 2-6, 각각 TC2 - TC6 )
이들 실시예는 조성을 표 1에 열거한 바와 같이 변화시켰다는 것을 제외하고는 TC1의 제조에서 설명한 동일한 방법에 따라 제조하였다.
처리 직물 7(Treated Cloth 7, TC7)
플로팅(floating) 코팅 나이프를 사용하여 30 ㎝(12 인치) 폭의 웨브형 미가공 직물 GC3의 전면에 직물 처리 수지 CTR2를 적용하였다. 부가 습량(wet add on weight)은 113 g/㎡이었다. 이어서, 처리된 직물을, 퓨전 시스템즈 인크.로부터의 자외선(UV) 램프, "D"형 전구를 이용하여, 7.6 m/분으로, 그리고 118 와트/㎠(118 J/㎠-초)로 조사하고, 이어서 170℃에서 1분, 그리고 그 후 160℃에서 2분 동안 터널 오븐(tunnel oven)에서 가열하여 열경화시켰다. 전면에 대한 것과 동일한 코팅 및 조사 절차를 사용하여 타이 코트 수지 TCR을 경화된 CTR2 코팅 위에 적용하고, 이어서 120 ℃에서 3분 동안 터널 오븐에서 가열하여 열경화시켰다. 이어서, 백사 이즈 수지 BSR2를 125 g/㎡의 부가 습량으로 직물의 반대면(배면) 상에 롤 코팅하고, 그 후, 90℃, 110℃ 및 120℃에서 순차적으로 3분 간격으로 수지를 열경화시켰다.
처리 직물 8(Treated Cloth 8, TC8 )
처리 직물 8은, 직물 처리 단계의 순서를 먼저 BSR2, 이어서 CTR2를 적용하고 마지막으로 TCR을 최후에 적용 (BSR2 배면, CTR2 전면, 이어서 TCR을 전면 위에) 하였다는 것을 제외하고는, TC7의 제조에서 사용한 방법에 따라 제조하였다.
비교 처리 직물 A-C(Comparative Treated Cloths A-C, 각각 CTCA - CTCC)
비교 처리 직물 A-C는 조성을 표 1에 열거한 바와 같이 변화시켰다는 것을 제외하고는 TC1의 제법에 따라 제조하였다.
비교 처리 직물 D(Comparative Treated Cloth D, CTCD )
비교 처리 직물 D는 GC4를 85 g/㎡의 BSR3으로 포화시킴으로써 제조하고, 이어서 90℃, 110℃ 및 120℃에서 순차적으로 1분 간격으로 열경화시켰다. 이어서, 포화된 직물을 TC1의 제조에서와 같이 25 g/㎡의 BSR3으로 백사이즈하고, 90℃, 110℃ 및 120℃에서 순차적으로 3분 간격으로 열경화시켰다.
비교 처리 직물 E(Comparative Treated Cloth E, CTCE )
CTR2를 CTR7로 대체한 것을 제외하고는 TC7의 제법에 따라 비교 처리 직물 E를 제조하였다.
비교 처리 직물 F(Comparative Treated Cloth F, CTCF)
비교 처리 직물 F는 GC3을 약 100 g/㎡의 CSR1으로 포화시킴으로써 제조하 고, 그 후 TC1의 제조에서와 같이 100 g/㎡의 목표 중량의 BSR1로 백사이즈하였다. 이어서, 배킹을 25 g/㎡의 부가 습량으로 LT1으로 프리사이즈하였다. 마지막으로, 배킹을 19 g/㎡의 목표 중량의 ACR4로 타이 코팅하였다.
Figure 112007093645211-PCT00001
코팅된 연마용품
코팅 연마재 1(Coated Abrasive 1, CA1)
코팅 연마재 1은, 폴 엔. 가드너 컴퍼니로부터 입수가능한 7.6-㎝(3-인치) 폭의 핸드헬드 코팅 나이프를 사용하여 TC1의 전면에 메이크 수지 MR1을 코팅함으로써 제조하였다. 나이프 갭은 76.2 마이크로미터(3-밀)의 갭으로 설정하였다. MIN1을 메이크 수지 내로 적하 코팅하여(dropped coated) 폐쇄 코트를 약 620 g/㎡의 코팅 중량으로 형성하였다. 이어서, 코팅된 연마재를 90℃로 설정된 오븐에서 60분, 이어서 105℃로 설정된 오븐에서 10시간 동안 열경화시켰다.
코팅 연마재 2( Coated Abrasive 2, CA2 )
TC1을 TC2로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 2를 CA1의 제법에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 3(Coated Abrasive 3, CA3)
TC2를 TC3으로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 3을 CA2의 제법에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 4(Coated Abrasive 4, CA4)
TC3을 TC4로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 4를 CA3의 제법에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 5(Coated Abrasive 5, CA5)
TC4를 TC5로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 5를 CA4의 제법에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 6(Coated Abrasive 6, CA6)
코팅 연마재 6은, 7.62-㎝(3")의 핸드헬드 코팅 나이프를 사용하여 TC6의 전면에 메이크 수지 MR2를 코팅함으로써 제조하였다. 나이프 간격은 25.4 마이크로미터(1-밀)의 갭으로 설정하였다. MIN2를 메이크 수지 내로 적하 코팅하여 약 160 g/㎡의 중량의 광물 코팅을 형성하였다. 이어서, MIN4를 정전 코팅하여 약 290 g/㎡의 중량의 광물 코팅을 수득하였다. 이어서, 코팅 연마재를 90℃로 설정된 오븐에서 60분, 이어서 105 ℃로 설정된 오븐에서 10시간 동안 열경화시켰다. 7.6-㎝(3-인치)의 도료 롤러를 사용하여 290 g/㎡의 사이즈 수지 SR1을 적용하였다. 그 후, 사이즈 수지를 90℃로 설정된 오븐에서 1시간, 이어서 102℃로 설정된 오븐에서 12시간 동안 경화시켰다.
코팅 연마재 7(Coated Abrasive 7, CA7)
MIN2를 동일한 코팅 중량의 MIN3으로 대체하고, MIN4를 230 g/㎡의 광물 코팅 중량의 MIN6로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 7을 CA6의 제법에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 G(Comparative Coated Abrasive G, CCAG)
TC1을 CTCA로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 G를 CA1의 제법에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 H( Comparative Coated Abrasive H, CCAH )
CTCA를 CTCB로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 H를 CCAG에서 설명한 방법에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 I(Comparative Coated Abrasive I, CCAI)
CTCB를 CTCC로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 I를 비교예 H에서 설명한 방법에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 J(Comparative Coated Abrasive J, CCAJ)
TC6을 CTCD로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 J를 CA6의 제법에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 K( Comparative Coated Abrasive K, CCAK )
TC6을 CTCD로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 K를 CA7의 제법에 따라 제조하였다.
라미네이팅 접착제 LA2를 사용하여, 스트립백 점착력 시험을 상기에 설명한 방법에 따라 코팅 연마재에서 실시하였다. 결과가 표 2 (하기)에 보고되어 있다.
Figure 112007093645211-PCT00002
코팅 연마재 8(Coated Abrasive 8, CA8)
코팅 연마재 8을 미국 특허 공개 제2005/0060947A1호 (맥아들(McArdle) 등)의 0083 및 0084 단락에 설명된 방법에 따라 제조하였다.
투명한 폴리프로필렌 도구를 사용하였다. 이 도구는 복수의 정밀하게 성형된, 정사각형 밑면의 피라미드형 공동(1.65 밀리미터(65 밀) 정사각형 x 0.76 밀리미터(30 밀)의 깊이)을 가지며, 상기 피라미드형 공동들은 그들의 밑면이 서로 맞닿도록 배치되었다. 연마재 슬러리 AS1을 0.64 밀리미터(25 밀)의 코팅 두께 및 대략 23 ㎝(9 인치)의 코팅 폭으로 배킹 TC7 상에 나이프 코팅하였다. 슬러리 코팅된 배킹을 414 kPa(60 lb/in2)의 닙 롤 압력 하에 투명 폴리프로필렌 도구의 공동과 접촉시키고, 이어서 슬러리를 118 J/㎠-sec(600 와트/in2)에서 작동하는 2개의 램프("D형" 전구, 퓨전 코포레이션으로부터 구매가능함)로부터의 광으로 조사하였다. 코팅 공정에서는 대략 15 미터/분(50 피트/분)으로 작업하였다. 연마재를 코팅 장치로부터 꺼낸 후, 연마재를 115℃ (240℉)에서 24시간 동안 오븐에서 가열하였다.
코팅 연마재 9( Coated Abrasive 9, CA9 )
AS1을 AS2로 대체하고, 슬러리의 나이프 코팅 두께가 0.81 밀리미터(32 밀)이며, 닙 롤 압력이 620 kPa(90 lb/in2)라는 것을 제외하고는, 코팅 연마재 9를 CA8의 제조 절차에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 10 (Coated Abrasive 10, CA10)
TC7을 TC8로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 10을 CA8의 제조 절차에 따라 제조하였다.
코팅 연마재 11 (Coated Abrasive 11, CA11)
TC7을 TC8로 대체한 것을 제외하고는, 코팅 연마재 11을 CA9의 제조 절차에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 L(Comparative Coated Abrasive L, CCAL)
TC7을 CTCE로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 L을 CA8의 절차에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 M( Comparative Coated Abrasive M, CCAM )
TC7을 CTCE로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 M을 CA9의 절차에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 N(Comparative Coated Abrasive N, CCAN)
CTCE를 CTCF로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 N을 CCAL의 절차에 따라 제조하였다.
비교 코팅 연마재 (Comparative Coated Abrasive, CCAO)
CTCE를 CTCF로 대체한 것을 제외하고는, 비교 코팅 연마재 O를 CCAM의 절차에 따라 제조하였다.
스트립백 점착력 시험을 정밀하게 성형된 연마용품에서 상기에 설명한 방법에 따라 실시하였다. 결과가 표 3 (하기)에 보고되어 있다.
Figure 112007093645211-PCT00003
본 발명의 다양한 변형 및 변경은 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있으며, 본 발명이 본 명세서에 나타낸 예시적인 실시 형태들로 부당하게 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims (25)

  1. 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로
    a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
    b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
    c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
    d) 다이시안다이아미드;
    e) 광개시제; 및
    f) 선택적인 에폭시 경화 촉매
    를 함유하는 경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 비-우레탄 다작용성 (메트)아크릴레이트를 추가로 함유하는 경화성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 용해된 열가소성 중합체가 본질적으로 없는 경화성 조성물.
  4. 적어도 일부분이 조성물과 접촉하고 있는 천(fabric)을 포함하며, 상기 조성물은 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
    a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반 응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
    b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
    c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
    d) 다이시안다이아미드;
    e) 광개시제; 및
    f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 성분들의 반응 생성물을 함유하는 것인, 처리된 배킹.
  5. 제4항에 있어서, 조성물에는 용해된 열가소성 중합체가 본질적으로 없는 처리된 배킹.
  6. 제4항에 있어서, 천은 제1 및 제2 주 표면을 가지며, 조성물은 둘 모두의 주 표면과 접촉하는 처리된 배킹.
  7. 제4항에 있어서, 처리된 배킹은 제1 및 제2 주 표면을 가지며, 조성물은 단지 하나의 주 표면과 접촉하는 처리된 배킹.
  8. 제4항에 있어서, 평량이 제곱 미터 당 200 내지 270 그램 범위인 천을 포함하는 처리된 배킹.
  9. 천의 적어도 일부분을, 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
    a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
    b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
    c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
    d) 다이시안다이아미드;
    e) 광개시제; 및
    f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 성분들로부터 제조가능한 경화성 조성물과 접촉시키는 단계와;
    조성물을 적어도 부분적으로 경화시키는 단계
    를 포함하는 처리된 배킹의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 경화성 조성물에는 용해된 열가소성 중합체가 본질적으로 없는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 천은 제1 및 제2 주 표면을 가지며, 조성물은 둘 모두의 주 표면과 접촉하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 천은 제1 및 제2 주 표면을 가지며, 조성물은 단지 하나의 주 표면과 접촉하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 배킹은 평량이 제곱 미터 당 200 내지 270 그램 범위인 천을 포함하는 방법.
  14. 배킹 및 연마층을 포함하며,
    성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로
    a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
    b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
    c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
    d) 다이시안다이아미드;
    e) 광개시제; 및
    f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 성분들의 반응 생성물인 결합제를 포함하는 프리사이즈층(presize layer), 포화재(saturant), 서브사이즈(subsize), 백사이즈층(backsize layer) 또는 타이층(tie layer) 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 코팅된 연마용품.
  15. 제14항에 있어서, 결합제에는 용해된 열가소성 중합체가 본질적으로 없는 코팅된 연마용품.
  16. 제14항에 있어서, 연마층이 메이크층(make layer)과 사이즈층(size layer)과 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마용품.
  17. 제16항에 있어서, 배킹은 평량이 제곱 미터 당 200 내지 270 그램 범위인 천을 포함하는 코팅된 연마용품.
  18. 제16항에 있어서, 수퍼사이즈(supersize)를 추가로 포함하는 코팅된 연마용품.
  19. 제14항에 있어서, 연마 입자가 결합제 내에 분산된 코팅된 연마용품.
  20. 제19항에 있어서, 연마층이 연마 복합체를 포함하는 코팅된 연마용품.
  21. 제19항에 있어서, 연마층이 정밀하게 성형된 연마 복합체를 포함하는 코팅된 연마용품.
  22. 제14항에 따른 코팅된 연마용품을 제공하는 단계와;
    연마층의 적어도 일부분을 공작물의 표면의 적어도 일부분과 마찰 접촉시키는 단계와;
    코팅된 연마용품 또는 공작물 중 적어도 하나를 다른 하나에 대하여 이동시 켜 상기 표면의 적어도 일부분을 연마하는 단계
    를 포함하는 공작물의 연마 방법.
  23. 성분 a) 내지 f)의 총 중량을 기준으로,
    a) 에피클로로하이드린과, 적어도 하나의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응에 의해 제조가능한 20 내지 65 중량%의 에폭시 수지;
    b) 29 내지 75 중량%의 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트;
    c) 0.1 내지 15 중량%의 노볼락 수지;
    d) 다이시안다이아미드;
    e) 광개시제; 및
    f) 선택적인 에폭시 경화 촉매를 포함하는 배킹 처리재 전구체를 배킹의 적어도 일부분 상에 배치하는 단계와,
    배킹 처리재 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계와,
    중합성 결합제 전구체 및 연마 입자를 포함하는 슬러리를 적어도 부분적으로 중합된 배킹 처리재 전구체 상에 배치하는 단계와,
    결합제 전구체를 적어도 부분적으로 중합시키는 단계
    를 포함하는 코팅된 연마용품의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 배킹은 프리사이즈, 백사이즈, 서브사이즈 및 포화재로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 처리재가 고정된 처리된 배킹인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 표면 내부에 복수의 정밀하게 성형된 공동이 있는 도구를 제공하는 단계와, 슬러리를 공동의 적어도 일부분 내로 밀어내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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