KR20090029842A - 기재를 갖지 않는 연마재 제품 - Google Patents

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KR20090029842A
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Abstract

연마재 제품은 돌출부들의 배열을 갖는 연마재 층을 포함한다. 연마재 층은 약 500mil 이하의 두께를 갖는다. 연마재 제품은 기재 층을 갖지 않는다.
연마재 제품, 연마재 층, 두께, 돌출부들의 배열, 기재 층.

Description

기재를 갖지 않는 연마재 제품{Backingless abrasive article}
본 출원은 2006년 7월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/831,165호[발명의 명칭: "기재를 갖지 않는 연마재 제품(Backingless abrasive article)", 발명자: 라마스와미 산카라나라야난(Ramaswamy Sankaranarayanan)]로부터의 우선권을 주장하며, 상기 출원은 이의 전문이 본원 명세서에 참조로 인용한다.
본 발명은 일반적으로 기재를 갖지 않는 연마재 제품에 관한 것이다.
연마재 제품, 예를 들면, 연마포지 제품(coated abrasive article) 및 연마지석 제품(bonded abrasive article)은 각종 산업에서 공작물(workpiece)을 래핑(lapping), 연삭 또는 연마 등에 의해 기계가공하는 데 사용된다. 연마재 제품을 사용하는 기계가공은 일반적인 피니슁(finishig) 및 재료 제거 산업 분야로부터 광학 산업과 자동차 페인트 보수 산업 및 금속 조립 산업에 이르는 광범위한 산업 분야에 걸쳐서 이용된다. 이들 각각의 예에서 제조 설비는 거대 재료를 제거하거나 제품의 표면 특성을 부여하기 위해 연마재를 사용한다.
표면 특성은 광택, 텍스쳐(texture) 및 균일성을 포함한다. 특히, 조 도(roughness) 및 광택과 같은 표면 특성은 광학 매체의 성능에 영향을 줄 수 있다. 광학 매체는 특히 게임, 그림, 영화 및 음악을 포함하는 디지털 엔터테인먼트를 위한 데이터의 저장을 위해서 그 사용이 늘고 있다. 표면 스크레치 또는 불량한 표면 품질은 광학 매체가 액세스(access)될 때 오류를 일으킬 수 있으며 다수의 경우 광학 매체가 판독 불가능하거나 재생 불가능하게 만든다. 특히 광학 매체가 빈번하게 재사용 또는 재판매되는 상황에서는 표면 보수가 요구된다.
표면 특성은 자동차 페인트 보수에서의 품질에도 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 표면을 도장할 때에는 통상적으로 페인트를 표면 위에 분무하고 경화시킨다. 생성된 도장 표면은 얽은 오렌지 껍질의 텍스쳐를 갖거나 캡슐화된 먼지 결함을 포함한다. 통상적으로는 도장 표면을 먼저 조대한 그레인의 연마재로 샌딩(sanding)한 후 미세 그레인 가공된 연마재로 샌딩하고, 울 패드 또는 폼 패드(foam pad)로 버핑(buffing)한다.
광학 매체 대여 및 재판매 산업 또는 자동차 페인트 산업과 같은 산업은, 표면 특성 이외에, 비용에 민감하다. 운용 비용에 영향을 주는 인자로는 표면을 제조할 수 있는 속도와 그 표면을 제조하는 데 사용되는 재료의 비용이 포함된다. 통상적으로 이러한 산업은 높은 재료 제거율을 갖는 비용 효율적 재료를 추구한다.
그러나, 높은 제거율을 나타내는 연마재는 목적하는 표면 특성을 달성함에 있어서 불량한 성능을 갖는 경우가 종종 있다. 반대로, 목적하는 표면 특성을 제공하는 연마재는 낮은 재료 제거율을 갖는 경우가 종종 있다. 이러한 이유로, 표면의 제조는 종종 여러 가지 등급의 연마재 시트를 사용하는 다단계 공정으로 이루 어진다. 통상적으로, 한 단계에서 생긴 표면 결함은 후속 단계에서 보다 미세한 그레인의 연마재를 사용하여 보수된다. 따라서, 미세한 스크래치나 표면 결함을 유발하는 연마재는 후속 단계에서 더 많은 수고를 들게 한다.
통상적으로, 어느 한 단계에서 수고가 증가하면 비용이 증가하게 된다. 예를 들면, 수고가 증가한다는 것은 표면 품질을 향상시키기 위해 사용되는 시간이 증가하고 이러한 단계 동안 사용되는 연마재 제품의 개수가 증가하는 것을 포함한다. 한 단계에서 사용되는 시간과 연마재 제품의 개수가 증가하면 비용의 상승을 초래하여 시장에서 불리해진다.
CD, DVD 및 게임 재판매점 및 대여업체에서는, 다음 대여 또는 판매 전에 광학 매체를 일단계로 표면 보수하는 것이 바람직하다. 따라서, 하나의 연마재 제품을 사용하여 높은 제거율과 양질의 표면 특성 둘 다를 얻는 것이 바람직하다. 불량한 품질의 표면 특성은 표면 보수의 성공율을 저하시켜서 CD 또는 DVD의 수익에 손실을 가져오고 CD 또는 DVD의 재구입과 관련한 비용을 초래한다. 반면, 낮은 제거율은 낮은 처리량과 비효율성을 초래한다.
따라서, 사용시 향상된 표면 특성을 제공하는 비용 효율적인 연마재 제품이 바람직할 것이다.
[발명의 개요]
특정한 양태에서, 연마재 제품은 돌출부들의 배열(array of protrusions)을 갖는 연마재 층을 포함한다. 연마재 층은 약 100mil 이하의 두께를 갖는다. 연마 재 제품은 기재 층을 갖지 않는다.
다른 예시적 양태에서, 연마재 제품은 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 연마재 층을 포함한다. 제1 주요 표면은 연마재 제품의 제1 표면으로부터 연장된 돌출부들의 셋트(a set of protrusions)를 한정한다. 연마재 제품은 제2 주요 표면과 직접 접촉하는 접착층을 포함한다. 접착층은 연마재 제품의 제2 표면을 한정한다.
다른 예시적 양태에서, 연마재 제품은 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 연마재 층을 포함한다. 제1 주요 표면은 돌출부들의 셋트를 한정한다. 연마재 제품은 또한 제2 주요 표면과 직접 접촉하는 접착층을 포함하며 접착층과 직접 접촉하는 패스너 층(fastener layer)을 포함한다.
특정한 양태에서, 연마재 제품은 경화된 제형으로부터 형성된다. 제형은 액상 실리콘 고무, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함한다.
다른 예시적 양태에서는, 액상 실리콘 고무, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 배합하여 제형을 형성함을 포함하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제형의 표면 피쳐 층(surface feature layer)을 형성시킴과 제형을 경화시킴을 추가로 포함한다.
추가의 예시적 양태에서, 연마재 제품은 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함하는 층을 포함한다. 상기 층은 약 50% 이상의 신도를 갖는다.
다른 예시적 양태에서, 연마재 제품은 마모시 표면적이 증가되도록 구성된 표면 피쳐 층을 포함한다. 표면 피쳐 층은 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함 한다. 표면 피쳐 층은 약 500mil 이하의 두께를 갖는다. 연마재 제품은 기재 층을 갖지 않는다.
추가의 예시적 양태에서, 연마재 제품은 표면 돌출부들을 갖는 층을 포함한다. 상기 층은 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함한다. 연마재 제품은 약 20 이상의 광택 성능(Gloss Performance)을 갖는다.
추가의 양태에서는, 경화된 제형으로부터 형성된 연마재 제품으로 도장 표면을 연삭(abrading)함을 포함하는 도장 표면의 피니슁 방법이 제공된다. 상기 제형은 액상 실리콘 고무, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함한다. 이 방법은 연삭된 도장 표면을 연삭함을 추가로 포함한다.
다른 예시적 양태에서는, 마모시 표면적이 증가되도록 구성된 표면 피쳐 층을 포함하는 연마재 제품으로 도장 표면을 연삭함을 포함하는 도장 표면의 피니슁 방법이 제공된다. 상기 층은 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함한다. 연마재 제품은 기재 층을 갖지 않는다. 이 방법은 연삭된 도장 표면을 연마하는 단계를 추가로 포함한다.
[도면의 간단한 설명]
당업자들은 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 더 잘 이해할 수 있고 본 발명의 여러 가지 특징과 이점을 명백하게 알 수 있다.
도 1은 예시적인 구조화된인 연마재 제품의 단면도를 보여준다.
도 2 및 도 3은 예시적인 구조화된 연마재 제품의 표면 돌출부들의 패턴 형 태를 갖는 예시적인 표면 피쳐 층에 대한 도해를 포함한다.
도 4 및 도 5는 예시적인 구조화된 연마재 제품의 표면 피쳐들의 예시적인 단면들의 도해를 포함한다.
도 6은 예시적인 구조화된 연마재 제품을 제조하기 위한 예시적인 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 예시적인 구조화된 연마재 제품의 단면의 도해를 포함한다.
특정한 양태에서, 연마재 제품은 표면 피쳐 층을 형성하는 연마 제형으로부터 형성된다. 하나의 양태에서, 이 연마재 제품은 배면(즉, 구조적 기재 층)이 없는 자기 지지형(self-supporting)이다. 특히, 표면 피쳐 층을 형성하는 제형은 자기 지지형이어서 표면 피쳐 층은 연마 특성이 소진될 때까지 구조적 붕괴 없이 사용을 견딘다. 하나의 예에서, 상기 제형은 실리콘 수지, 미세한 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함한다. 특정한 예에서, 실리콘 수지는 통상적으로 실리카와 같은 보강용 미립자를 포함하는 액상 실리콘 고무로부터 형성된다. 표면 피쳐 층은 표면 돌출부들의 집합체를 포함한다. 표면 돌출부들의 집합체는 불규칙적일 수 있으며, 하나의 양태에서는 패턴을 형성한다. 또한, 횡단 표면적은, 경사진 측벽 표면 돌출부들(피라미드형, 원뿔형, 프리즘형 등의 표면 돌출부들)의 경우에서와 같이, 연마재 재품이 마모되는 동안 변화(일반적으로는 증가)될 수 있거나, 또는 횡단 표면적은 수직벽 돌출부들(직사각형, 사각형, 막대형 등의 돌출부들)의 경우에서와 같이, 마모 동안 일반적으로 일정한 횡단 표면적을 가질 수 있다. 하나의 예시적 양태에서, 연마재 제품은 접착층을 포함할 수도 있다.
다른 예시적 양태는, 액상 실리콘 고무와 연마재 그레인을 혼합하여 제형을 형성함을 포함하는 연마재 제품의 제조방법이다. 액상 실리콘 고무는 일반적으로 실리카 보강용 미립자를 포함한다. 이 제형은 표면 피쳐 층, 예를 들면, 상기한 표면 돌출부들의 집합체를 포함하는 표면 피쳐 층을 형성하는 데 사용된다. 또한, 이 방법은 제형을 경화시켜 표면 피쳐 층을 형성함을 포함한다. 또는, 열가소성 또는 다른 열경화성 중합체를 사용하여 연마재 제품을 형성할 수도 있다.
하나의 예시적 양태에서, 연마재 제품은 중합체 제형과 연마재 그레인으로부터 형성된 표면 피쳐 층을 포함한다. 중합체 제형은 열가소성 제형일 수 있다. 또는, 중합체 제형은 경화성 제형일 수도 있다. 추가의 예에서, 중합체 제형은 경화성 제형과 열가소성 제형의 배합물, 예를 들면, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanate)일 수 있다. 특정한 예에서, 열가소성 제형은 열가소성 엘라스토머이다. 추가의 예에서, 중합체 제형은 유리 전이 온도가 약 25℃ 이하인 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 중합체 제형은 중합체들 중의 하나가 약 25℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 중합체 배합물일 수 있거나, 중합체 제형은 개별적으로 약 25℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 중합체 단위가 특징인 블록 성분을 포함한 블록 공중합체일 수 있다. 특히, 중합체 제형은 유리 전이 온도가 낮은 성분을 약 10중량% 이하, 예를 들면 약 5중량% 이하, 또는 약 3중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다.
예시적 중합체 제형은 폴리아미드-폴리에테르 공중합체; 폴리에스테르-폴리에테르 공중합체; 아크릴 중합체, 아크릴 공중합체 또는 개질된 아크릴 공중합체, 예를 들면 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메타크릴레이트-말레산 무수물 공중합체, 폴리 부틸 메타크릴레이트, 또는 메틸 메타크릴레이트 - 부틸 메타크릴레이트 공중합체; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체; 에틸렌-비닐아세테이트-말레산 무수물 공중합체; 디엔 엘라스토머; 열가소성 폴리우레탄; 폴리락트산과 폴리카프롤락톤-폴리실록산 공중합체의 배합물; 실리콘 수지; 또는 이들의 임의의 블렌드 또는 배합물을 포함한다. 예시적 폴리아미드-폴리에테르는 상품명 Pebax(제조원: Arkema)로 시판되며, Pebax 2533 등이 있다. 공중합체 및 개질 공중합체를 포함하는 예시적 아크릴 중합체는 상품명 Orevac, Lotryl 및 Lotader(제조원: Arkema), 또는 Elvacite(제조원: Lucite)로 시판된다. 예시적 폴리에스테르-폴리에테르 공중합체는 상품명 Riteflex(제조원: Ticona)로 시판된다. 예시적 열가소성 폴리우레탄은 상품명 Elastollan(제조원: BASF)으로 시판된다.
예시적 디엔 엘라스토머는 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체(EPDM)의 공중합체를 포함한다. 예시적 디엔 단량체는 부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등과 같은 공액 디엔; 1,4-펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 2,5-디메틸-1,5-헥사디엔, 1,4-옥타디엔 등과 같은 5 내지 약 25개의 탄소 원자를 포함한 비공액 디엔; 사이클로펜타디엔, 사이클로헥사디엔, 사이클로옥타디엔, 디사이클로펜타디엔 등과 같은 사이클릭 디엔; 1-비닐-1-사이클로펜텐, 1-비닐-1-사이클로헥센 등과 같은 비닐 사이클릭 엔; 3-메틸비사이클로-(4,2,1)-노나-3,7-디엔 등과 같은 알킬비사이클로노나디엔; 메틸 테트라하이드로인덴 등과 같은 인덴; 5-에틸리덴-2-노르보넨, 5-부틸리덴-2-노르보넨, 2-메탈릴-5-노르보넨, 2-이소프로페닐-5-노르보넨, 5-(1,5-헥사디에닐)-2-노르보넨, 5-(3,7-옥타디에닐)-2-노르보넨 등과 같은 알케닐 노르보넨; 3-메틸트리사이클로(5,2,1,02,6)-데카-3,8-디엔 등과 같은 트리사이클로디엔; 또는 이들의 임의의 배합물을 포함한다. 특정한 양태에서, 디엔은 비공액 디엔을 포함한다. 다른 양태에서, 디엔 엘라스토머는 알케닐 노르보넨을 포함한다. 디엔 엘라스토머는 디엔 엘라스토머의 총 중량을 기준으로, 예를 들면, 약 63중량% 내지 약 95중량%의 에틸렌, 약 5중량% 내지 약 37중량%의 프로필렌 및 약 0.2중량% 내지 약 15중량%의 디엔 단량체를 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 디엔 엘라스토머를 기준으로 하여, 에틸렌 함량은 약 70중량% 내지 약 90중량%, 프로필렌은 약 17중량% 내지 약 31중량%, 및 디엔 단량체는 약 2중량% 내지 약 10중량%이다. 예시적 디엔 엘라스토머는 상품명 Nordel(제조원: Dow)로 시판되며, 예를 들면 Nordel IP 4725P 또는 Nordel 4820이다.
특정한 양태에서, 중합체 제형은 실리콘 수지를 포함한다. 예를 들면, 실리콘 수지는 조도가 높은 실리콘 고무(HCR) 또는 액상 실리콘 고무(LSR)로부터 형성될 수 있고, 보강용 흄드(fumed) 실리카 충전제를 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 실리콘 수지는 LSR로부터 형성된다. 일반적으로, 실리콘 고무 LSR 또는 HCR은 가교결합되어 실리콘 수지를 형성하고, 이 수지는 연마재 그레인이 분포 또는 분산될 수 있는 매트릭스를 형성한다. 이러한 가교결합된 실리콘 수지는 연마재 그레인을 위한 결합제로서 작용하고, 연마재 제품의 표면으로 이동하도록 구성된 가교결합되지 않은 실리콘과는 대조를 이룬다.
실리콘 수지는, 일반적으로 흄드 실리카 없이 수득되는, 실리콘 오일로부터 형성될 수도 있다. 이 경우, 실리콘 오일, 파트 A 및 파트 B를 촉매, 흄드 실리카와 같은 보강용 미립자 및 연마재 그레인과 함께 배합한 후 경화시켜서 실리콘 수지를 형성한다.
예시적 실리콘 오일 또는 실리콘 고무는 관능 그룹이 결합할 수 있는 실록산 중합체 주쇄를 포함한다. 하나의 예에서, 관능 그룹은 할로겐 그룹, 페닐 그룹 또는 알킬 그룹 또는 이들의 임의의 조합과 같은 비반응성 관능 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들면, 플루오로실리콘은 주쇄에 결합된 불소 관능 그룹을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 양태에서, 실록산 주쇄는 메틸, 에틸 또는 프로필 그룹 또는 이들의 임의의 조합에 결합될 수 있다. 또한, 실록산 주쇄는 가교결합을 촉진하는 기능을 하는 반응성 관능 그룹을 포함할 수 있다. 예시적 반응성 관능 그룹은 하이드라이드 그룹, 하이드록실 그룹, 비닐 그룹 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예를 들면, 실록산 중합체는, 비닐 말단과 같은 반응성 관능 그룹을 갖는, 폴리플루오로실록산, 폴리페닐실록산, 폴리알킬실록산 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 실리콘 수지는 폴리실록산계와 가교결합제로부터 형성된다. 하나의 예에서, 가교결합제는 유기 가교결합제일 수 있다. 특정한 예에서, 가교결합제는 반응성 하이드라이드 관능 그룹을 포함하는 실리콘계 가교결합제이다.
표면 피쳐 층은 액상 실리콘 고무(LSR)를 포함할 수 있는 비경화 제형으로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 비경화 액상 실리콘 고무는 10s-1의 전단 속도에서 DIN 53 019 시험 방법을 사용하여 측정시 600,000cps 이하의 점도를 가질 수 있다. 예를 들면 점도는 450,000cps 이하, 특히 400,000cps 이하일 수 있다. 통상적으로, 점도는 약 50,000cps 이상, 예를 들면 약 100,000cps 이상이다. 추가의 예에서, 보강용 미립자를 함유하지 않는 실리콘 오일의 점도는 약 5cps 내지 약 165,000cps일 수 있다.
경화 제형의 경우, 중합체 제형을 경화 전에 연마재 그레인 및 임의로 보강용 미립자와 함께 배합할 수 있다. 또한, 각종 경화제, 촉매 및 열 또는 광개시제 및 증감제를 첨가할 수 있다. 예시적 양태에서, 실리콘 고무를 연마재 그레인과 함께 배합하여 제형을 제공한 후 이를 경화시킬 수 있다. 하나의 예에서는, 퍼옥사이드 촉매를 사용하여 제형을 경화시킬 수 있다. 다른 예에서는, 백금 촉매를 사용하여 제형을 경화시킬 수 있다. 특정한 양태에서, 실리콘은 백금 촉매된 2-파트(2-part) 액상 실리콘 고무(LSR)를 포함한다. 제1 파트는 비닐 말단화되거나 그래프트된 폴리알킬 실록산을 포함하고 제2 파트는 가교결합제를 포함한다. 특정한 예에서, 제1 파트는 촉매와 억제제를 포함한다. 추가의 예에서, 가교결합제는 하이드라이드 또는 하이드록실 그룹과 같은 반응성 관능 그룹에 결합된 실록산 주쇄를 갖는 실록산계 가교결합제를 포함할 수 있다.
일반적으로는 연마재 제품을 형성하기 전에 중합체 제형을 연마재 그레인 또는 보강용 미립자와 함께 배합한다. 열가소성 중합체 제형을 사용하는 경우, 연마재 그레인 또는 보강용 미립자를 용융된 상태의 중합체 제형과 배합할 수 있다. 중합체 제형이 경화 제형인 경우에는 연마재 그레인 또는 보강용 미립자를 중합체 제형의 비경화 성분들과 함께 배합할 수 있다. 이렇게 하여, 중합체 제형, 연마재 그레인 및 임의의 보강용 미립자는 냉각 또는 경화시 연마재 그레인과 임의의 보강용 미립자가 중합체 매트릭스 전체에 걸쳐서 분포 또는 분산된 복합 재료를 형성할 수 있다.
하나의 예시적 양태에서는, 실리콘 오일을 보강용 실리카 충전제 및 연마재 그레인과 함께 배합하여 제형을 형성한 후 이를 경화시킨다. 하나의 예에서, 실리콘 오일은 두개의 파트를 포함하며 백금 또는 퍼옥사이드 촉매를 포함한다. 제1 파트는 비닐 말단화되거나 그래프트된 폴리알킬 실록산을 포함하고 제2 파트는 폴리하이드로알킬 실록산과 같은 가교결합제를 포함한다.
중합체 제형으로 형성되는 중합체 매트릭스는 목적하는 기계적 특성들을 가져셔, 이러한 중합체 제형으로부터 형성되는 연마재 층은 자기 지지될 수 있어서 기재를 갖지 않는 제품을 형성할 수 있다. 특히, 중합체 제형은 연마 특성이 소진될 때까지 구조적 붕괴 없이 사용을 견디는 연마재 층을 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 연마재 그레인을 함유하지 않는 중합체 매트릭스는 목적하는 파단 신도, 인장 강도 또는 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 연마재 그레인을 함유하지 않는 중합체 매트릭스는 DIN 53 504 S1을 사용하여 측정시, 약 50% 이상, 예를 들면 약 100% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 약 350% 이상, 약 450% 이상 또는 심지어 약 500% 이상의 파단 신도를 나타낼 수 있다. 특히, 연마재 그레인을 함유하지 않는 보강용 실리카 충전제 함유 실리콘 수지는 DIN 53 504 S1을 사용하여 측정시 약 350% 이상, 예를 들면 약 450% 이상 또는 심지어 약 500% 이상의 파단 신도를 가질 수 있다. 다른 예에서 연마재 그레인을 함유하지 않는 경화된 실리콘 수지는 약 10MPa 이상의 인장 강도를 가질 수 있다.
하나의 예시적 양태에서, 연마재 제품의 표면 피쳐 층을 형성하는 제형은 보강용 미립자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 보강용 미립자는 실리콘 고무에 혼입될 수 있다. 또는, 보강용 미립자는 연마재 그레인을 첨가하기 직전과 같이 제형의 제조와 동시에 실리콘 오일에 첨가될 수도 있다. 보강용 미립자의 예로는 실리카 미립자, 알루미나 미립자 또는 이들의 임의의 배합물이 포함된다. 특정한 예에서, 보강용 미립자는 흄드 실리카와 같은 실리카를 포함한다. 실리카 미립자의 예로는 상품명 Aerosil(제조원: Degussa, 예: Aerosil R812S), 또는 Cabosil M5 흄드 실리카(제조원: Cabot Corporation)가 있다. 다른 예시적 양태에서, 보강용 실리카는 Elastosil 3003 제형(제조원: Wacker Silicones)과 같은 액상 실리콘 고무 제형에 혼입될 수 있다. 일반적으로, 보강용 미립자는 중합체 매트릭스 내부에 분산되며, 통상적으로는 단분산(mono-dispersed)되어 실질적으로 응집체를 갖지 않는다.
다른 예시적 양태에서, 졸 형성 및 졸-겔 형성 세라믹과 같은 용액계 공정(solution based process)으로 형성된 보강용 미립자가 제형에 사용되기에 특히 적합하다. 적합한 졸은 시판되고 있다. 예를 들면, 수용액 중의 콜로이드성 실리카는 상품명 "LUDOX"(E.I. DuPont de Nemours and Co., Inc. Wilmington, Del.), "NYACOL"(Nyacol Co., Ashland, Ma.) 또는 "NALCO"(Nalco Chemical Co., Oak Brook, Ⅲ.)로 시판된다. 다수의 시판 졸은 염기성이어서, 나트륨 하이드록사이드, 칼륨 하이드록사이드, 또는 암모늄 하이드록사이드와 같은 알칼리에 의해 안정화된다. 적합한 콜로이드성 실리카의 추가의 예는 본원 명세서에서 참조로 인용하는 미국 특허 제5,126,394호에 설명되어 있다. 졸 형성 실리카 및 졸 형성 알루미나가 특히 적합하다. 졸은 1종 이상의 적합한 표면 처리제를 상기 졸 중에서 무기 산화물 기질 입자와 반응시켜서 관능화할 수 있다.
특정 양태에서, 보강용 미립자는 서브마이크론의 크기를 갖는다. 보강용 미립자는 약 50㎡/g 내지 약 500㎡/g, 예를 들면 약 100㎡/g 내지 약 400㎡/g 범위의 표면적을 가질 수 있다. 보강용 미립자는 평균 입자 크기 약 3㎚ 내지 약 500㎚의 미립자와 같은 나노 크기의 미립자일 수 있다. 하나의 예시적 양태에서, 보강용 미립자는 약 3㎚ 내지 약 200㎚, 예를 들면 약 3㎚ 내지 약 100㎚, 약 3㎚ 내지 약 50㎚, 약 8㎚ 내지 약 30㎚, 또는 약 10㎚ 내지 약 25㎚의 평균 입자 크기를 갖는다. 특정한 양태에서, 평균 입자 크기는 약 500㎚ 이하, 예를 들면 약 200㎚ 이하, 또는 약 150㎚ 이하이다. 보강용 미립자에 대하여, 평균 입자 크기는 소각 중성자 산란(small-angle neutron scattering, SANS) 분포 곡선에서의 피크 체적 분율에 상응하는 입자 크기 또는 SANS 분포 곡선의 0.5 누적 체적 분율에 상응하는 입자 크기로서 정의될 수 있다.
보강용 미립자는 반치폭이 평균 입자 크기의 약 2.0배 이하인 좁은 분포 곡선을 특징으로 할 수도 있다. 예를 들면, 반치폭은 약 1.5배 이하 또는 약 1.0배 이하일 수 있다. 분포의 반치폭은 이의 최대 높이의 절반에서 갖는 분포 곡선의 폭, 예를 들면, 분포 곡선 피크에서의 입자 분율의 절반이다. 특정한 양태에서, 입자 크기 분포 곡선은 모노-모달(mono-modal)이다. 다른 양태에서, 입자 크기 분포는 바이-모달(bi-modal)이거나 입자 크기 분포에서 2개 이상의 피크를 갖는다.
하나의 예에서, 보강용 미립자는 실리콘, 보강용 미립자 및 연마재 그레인의 중량의 합계를 기준으로 하는 양으로 제형 내에 포함된다. 예를 들면, 보강용 미립자는 보강용 미립자, 실리콘 수지 및 연마재 그레인을 포함하는 제형의 총 중량을 기준으로 약 3중량% 이상의 양으로 제형에 포함될 수 있다. 특히, 제형은 약 5중량% 이상의 보강용 미립자, 예를 들면 약 10중량% 이상의 보강용 미립자, 또는 심지어 약 13중량% 이상의 보강용 미립자를 포함할 수 있다. 또한, 제형은 약 60중량% 이하의 보강용 미립자, 예를 들면 약 50중량% 이하의 보강용 미립자를 포함할 수 있다.
제형은 연마재 그레인을 추가로 포함할 수 있다. 연마재 그레인은 실리카, 알루미나(용융되거나 소결된), 지르코니아, 지르코니아/알루미나 옥사이드, 실리콘 카바이드, 석류석, 다이아몬드, 입방정 보론 니트라이드, 실리콘 니트라이드, 세리아, 티타늄 디옥사이드, 티타늄 디보라이드, 보론 카바이드, 주석 옥사이드, 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드, 철 옥사이드, 크로미아, 수석, 금강사를 포함하는 연마재 그레인들 중 어느 1종 또는 이들의 임의의 배합물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 연마재 그레인은 실리카, 알루미나, 지르코니아, 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 보론 니트라이드, 석류석, 다이아몬드, 공용융 알루미나 지르코니아, 세리아, 티타늄 디보라이드, 보론 카바이드, 수석, 금강사, 알루미나 니트라이드 또는 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특히, 연마재 그레인은 니트라이드, 옥사이드, 카바이드 또는 이들의 임의의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예에서, 니트라이드는 입방정 보론 니트라이드, 실리콘 니트라이드 또는 이들의 임의의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 다른 예에서, 옥사이드는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 지르코니아/알루미나 옥사이드, 세리아, 티타늄 디옥사이드, 주석 옥사이드, 철 옥사이드, 크로미아 또는 이들의 임의의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 추가의 예에서, 카바이드는 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드 또는 이들의 임의의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있고, 특히 실리콘 카바이드를 포함할 수 있다. 특정한 양태는 주로 알파-알루미나로 이루어지는 치밀한(dense) 연마재 그레인을 사용한다. 다른 특정한 예에서, 연마재 그레인은 실리콘 카바이드를 포함한다.
연마재 그레인은 특정한 형상을 가질 수도 있다. 이러한 형상의 예로는 막대형, 삼각형, 피라미드형, 원뿔형, 속이 찬 구형, 속이 빈 구형 등이 포함된다. 또는, 연마재 그레인은 불규칙한 형상을 가질 수도 있다.
연마재 그레인은 일반적으로 2000 마이크론 이하, 예를 들면 약 1500 마이크론 이하의 평균 입자 크기를 갖는다. 다른 예에서, 연마재 그레인 크기는 약 750 마이크론 이하, 예를 들면 약 350 마이크론 이하이다. 예를 들면, 연마재 그레인 크기는 0.1 마이크론 이상, 예를 들면 약 0.1 마이크론 내지 약 1500 마이크론, 더욱 통상적으로는 약 0.1 마이크론 내지 약 200 마이크론, 또는 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론일 수 있다. 연마재 그레인의 그레인 크기는 통상적으로 연마재 그레인의 최대 직경으로 특정된다. 일반적으로, 입자 크기의 분포 범위가 존재한다. 일부의 경우에, 입자 크기 분포는 엄격하게 조절된다.
하나의 예시적 제형에서, 연마재 그레인은 제형의 약 10% 내지 약 90%, 예를 들면 약 30% 내지 약 80%를 제공한다. 하나의 예시적 양태에서, 제형은 제형의 총 중량을 기준으로 약 30중량% 이상의 연마재 그레인을 포함한다. 예를 들면, 제형은 약 45중량% 이상의 연마재 그레인, 예를 들면 약 55중량% 이상의 연마재 그레인을 포함할 수 있다. 일반적으로, 제형은 90중량% 이하의 연마재 그레인, 예를 들면 85중량% 이하의 연마재 그레인을 포함한다.
일반적으로, 중합체 제형, 연마재 그레인, 및 임의의 보강용 미립자를 포함하는 제형은 표면 피쳐 층을 형성한다. 일단 층을 형성하면, 제형은 제형으로부터 형성되는 연마재 제품의 성능을 유리하게 향상시키는 기계적 특성을 나타낸다. 특히, 제형은 파단 신도, 경도, 인장 모듈러스 또는 인강 강도와 같은 바람직한 기계적 특성들을 나타낼 수 있다. 또한, 연마재 제품은 연마된 제품에 바람직한 표면 특성을 제공하는 성능에 대해서 평가될 수 있다.
하나의 예시적 양태에서, 제형은, 예를 들면, ASTMD 412 시험 방법 또는 DIN 53 504 S1 시험 방법을 사용하여 측정한 파단 신도가 약 50% 이상이다. 특히, 파단 신도는 약 100% 이상, 예를 들면 약 125% 이상, 또는 심지어 약 135% 이상일 수 있다.
경화된 제형은 DIN 53 505 시험 방법에 기초하여 약 50 쇼어(Shore) A 내지 약 75 쇼어 D 범위의 경도와 같은 바람직한 경도를 가질 수도 있다. 예를 들면, 경도는 약 75 쇼어 D 이하, 예를 들면 60 쇼어 D 이하, 또는 50 쇼어 D 이하일 수 있다.
다른 예시적 양태에서, 제형은 ASTM D 412에 기초하여 100% 응력에서 약 8.0MPa 이하의 바람직한 인장 모듈러스를 나타낸다. 예를 들면, 인장 모듈러스는 약 7.6MPa 이하, 예를 들면 약 7.5MPa 이하일 수 있다. 또한, 경화된 제형은 ASTM D 412를 기준으로 약 7.0MPa 이상의 바람직한 인장 강도를 가질 수 있다. 예를 들면, 경화된 제형은 약 7.5MPa 이상, 예를 들면 약 8.0MPa 이상의 인장 강도를 가질 수 있다. 또는, 제형은 약 8MPa 이상, 예를 들면 약 14MPa 이상, 또는 심지어 약 30MPa 이상의 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 특정한 제형은 100MPa을 초과하는 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다.
제형의 기계적 특성은 이러한 제형으로부터 형성된 연마재 제품의 성능에 기여할 수 있으며, 예를 들면, 연마재 제품에 의해 달성될 수 있는 표면 특성에 유리하게 기여할 수 있다. 예를 들면, 경화된 제형의 기계적 특성은 아래에 정의된 바와 같은 광택 성능 또는 조도 성능과 같은 표면 성능 특성에 기여할 수 있다. 또한, 연마재 제품은 아래에 정의된 제거 지수(removal index)에 의해 특징지워지는 바람직한 재료 제거율을 나타낼 수 있다.
하나의 예시적 양태에서, 제형은 연마재 제품의 표면 피쳐 층을 형성할 수 있다. 도 1은 예시적인 구조화된 연마재 제품(100)의 도해를 포함한다. 또는, 제형은 다른 비구조화된 연마포지 제품 또는 연마지석 제품을 형성하는 데 사용될 수도 있다. 통상적으로, 구조화된 연마포지 제품은 통상적으로 패턴 형상으로 배열된 돌출된 표면 구조물들의 집합체를 갖는 연마포지 제품을 포함한다.
가공 연마재 제품으로도 불리우는 구조화된 연마재 제품은, 결합제 내에 분산되고 연마재 제품 위 또는 연마재 제품 전체에 걸쳐서 패턴 또는 불규칙한 배열로 분리된 3차원 유니트들을 형성하는 다수의 연마재 그레인을 함유한다. 구조화된 연마재 제품은 통상적으로 미세한 표면 피니쉬 및 장기간의 수명과 조합된 비교적 높은 재료 제거율을 갖는다. 이들 제품은 마멸되어 마찰 계면에 연속적으로 새로운 연마재를 노출시키도록 디자인된다. 그러나, 대부분의 구조화된 연마재 제품은 높은 힘을 가하기 위해 디자인된다. 따라서, 낮은 힘을 가하여 사용할 경우 수지 결합제는 새로운 연마재 그레인을 노출시키도록 분쇄 또는 마멸되지 않는다.
도 1에 도시된 예시적 구조화된 연마재 제품(100)은 연마재 층(102)을 포함한다. 연마재 층(102)은 패턴 형태로 배열될 수 있는 돌출 구조물들(108)을 포함한다. 예시된 양태에서, 돌출 구조물들(108)은 경사진 측면들을 갖는 돌출부들의 경우에서와 같이, 마모됨에 따라서 증가하는 접촉 면적을 제공하도록 구성(configured)된다. 예를 들면, 구조물들(108)은 연마재 층(102)의 기저부로부터의 거리가 멀어질수록 점점 감소하는 단면적을 가질 수 있다. 통상적으로, 연마재 층(102)은 중합체 제형, 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성된다. 예를 들면, 제형은 패턴화된 층을 형성시키고 경화시켜서 구조물들(108)을 갖는 연마재 층(102)을 제공할 수 있다.
하나의 예시적 양태에서, 연마재 층(102)은 기재 또는 지지체 층을 갖도록 형성될 수 있다. 기재는 통상적으로 연마재 층(102)에 직접 결합하고 직접 접촉한다. 예를 들면, 연마재 층(102)은 기재 위에 압출되거나 캘린더링될 수 있다. 기재 또는 지지체는 중합체 필름, 중합체 폼, 또는 섬유 직물을 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 기재 또는 지지체는 천, 종이 또는 이들의 임의의 배합물을 포함할 수 있다. 통상적으로, 기재 또는 지지체 층은 연마재 그레인을 포함하지 않는 비연마 층이다. 기재 또는 지지체 층은 일반적으로 연마재 제품에 구조적 지지체를 제공하거나 기계적 특성을 부여하며 기재 또는 지지체 층이 없으면 연마재 층(102)이 불충분하게 작용할 것이다.
또는, 연마재 제품(100)은 기재 층을 갖지 않을 수 있다. 연마재 층(102)을 형성하는 데 사용되는 특정한 제형은 목적하는 기계적 특성을 제공하고 자기 지지될 수 있다. 즉, 연마재 층(102)은 사용 또는 제조시 기재 층에 의존하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 자기 지지형 연마재 층(102)은 연마 특성이 소진될 때까지 구조적 붕괴 없이 사용을 견딜 수 있다. 특히, 제형 중의 중합체의 특성은 기재 층을 갖지 않는 연마재 제품(100)의 형성을 가능하게 할 수 있고, 이것은 피복 공정에서 연마재 층을 담지하고 사용중 기계적 일체성 또는 유연성을 제공하기 위해 기재의 사용을 일반적으로 필요로 하는 종래의 기술 상태에 비해서 특정한 이점을 가질 수 있다. 특히, 연마재 층(102)은 하위의 지지체 또는 기재 층 없이 자기 지지될 수 있다. 이러한 하위의 지지체 또는 기재 층은 통상적으로 종래의 연마재 층의 강도 및 유연성보다 더 우수한 강도 및 유연성의 조합과 같은 인장 특성을 갖는다. 이 특정 양태에서, 연마재 제품(100)은 연마재 층(102)의 인장 특성보다 우수한 인장 특성을 갖는 층을 포함하지 않는다.
연마재 층(102) 이외에, 연마재 제품(100)은 접착층(104)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착층(104)은 감압성 접착제 또는 경화된 접착제를 포함할 수 있다. 연마재 제품을 연삭 도구에 커플링시키기 위해 접착제를 사용하는 경우, 미리 접착되는 것을 방지하기 위해 접착층에 박리 필름을 도포할 수 있다. 이러한 박리 필름은 통상적으로 연마재 제품(100)을 연삭 도구에 부착하기 직전에 제거한다. 도 7에 예시된 특정한 양태에서, 접착층(704)은 감압성 접착 표면과 같은 하부 표면을 형성할 수 있고, 표면 피쳐들(708)을 갖는 연마재 층(702)은 연마 상부 표면을 형성할 수 있다. 특히, 접착층(704)은 개재되는 구조적 층들 없이 연마재 층(702)과 직접 접촉된다.
다른 예시적 양태에서, 접착층(102)은 패스너 시트(106)에 결합될 수 있다. 특히, 패스너 시트(106)는 연마재 제품을 연삭 기기에 커플링시키는 기능을 할 수 있다. 하나의 예에서, 패스너 시트(106)는 연마재 제품에 구조적 지지체를 제공하도록 구성되지 않는다. 예를 들면, 패스너 시트(106)는 연마재 층(102)의 인장 강도보다 더 낮은 인장 강도를 가질 수 있다. 하나의 예에서, 패스너 시트(106)는 후크 및 루프 패스닝 시프템의 한 부재일 수 있다. 이러한 패스닝 시스템은 연마재 제품(100)을 연삭 도구에 커플링시키는 데 사용될 수 있다.
연마재 제품(100)의 구조물들(108)은 패턴 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 2 및 도 3은 연마 구조물의 예시적 패턴의 도해를 포함한다. 하나의 예시적 양태에서, 도 2는 연마재 층(202) 내에 혼입된 연마 구조물(204)의 패턴(200)을 보여준다. 예를 들면, 연마 구조물(204)은 격자 패턴으로 배열된다. 다른 예시적 양태에서, 도 3은 프리즘형 연마 구조물(304)이 연마재 층(302) 내에 혼입된 패턴(300)의 도해를 포함한다. 도시된 바와 같이, 프리즘형 구조물(304)은 평행선들로 배열된다. 또는, 구조물은 한정되지 않은 패턴으로 불규칙적으로 배열될 수 있거나, 교차하는 열(row) 또는 컬럼(column)에서 소자(element)들이 서로 오프셋(offset)될 수도 있다. 추가의 예에서, 구조물들(108)은 경사진 측벽을 갖는 분리된 돌출부들일 수 있다. 다른 예에서, 구조물들(108)은 실질적으로 수직의 측벽을 갖는 분리된 돌출부들일 수 있다. 구조물들(108)은 패턴을 갖는 배열로 정렬되거나 불규칙한 배열로 정렬될 수 있다.
하나의 양태에서, 연마재 층으로부터 돌출된 연마 구조물들은 마모에 응하여 접촉 면적이 증가하도록 구성된다. 예를 들면, 도 4 및 도 5는 연마 구조물의 예시적 단면을 보여준다. 도 4는 삼각형 단면을 갖는 연마 구조물(400)을 보여준다. 처음 마모시, 폭(402)으로 표시된 접촉 면적은 추가로 마모되어 생긴 접촉 면적, 예를 들면, 접촉 면적(404)보다 더 작다. 통상적으로, (406)에 의해 표시된 바와 같이 수직 높이가 줄어들수록 (408)에 의해 표시된 바와 같이 일반적으로 수평면으로 형성되는 접촉 면적은 증가한다. 다른 예시적 양태에서, 구조물은 반원형 단면(500)을 가질 수 있으며, 여기서 접촉 표면(504)은 덜 마모되어 생긴 접촉 표면(502)보다 더 크다. 도 4 및 도 5에 도시된 수직 단면들은 규칙적인 형상을 갖지만, 구조물들 또는 돌출부들은 불규칙적으로 형상화되거나 규칙적으로 형상화될 수 있다. 규칙적으로 형상화되는 경우, 돌출부들은 원형 또는 다각형과 같은 수평 단면을 가질 수 있다.
도 1로 돌아가서, 상술된 제형은 특정한 구조화된 연마재 제품, 특히 지지체 또는 기재 층이 없고 얇은 구조물들을 포함하는 구조화된 연마재 제품을 형성하는 데 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 하나의 예시적 양태에서, 연마재 층(102)은 b로 표시된 총 높이가 약 500mil 이하, 예를 들면 약 350mil 이하, 약 200mil 이하, 약 100mil 이하, 약 50mil 이하, 또는 심지어 약 35mil 이하이다. 연마 구조물들(108)은 약 20mil 이하, 예를 들면 약 15mil 이하일 수 있다. 또한, c로 표시된 연마재 구조물들(108)을 포함하지 않는 연마재 층(102)의 폭은 약 15mil 이하, 예를 들면 약 10mil 이하일 수 있다.
하나의 예시적 양태에서, 연마재 제품은 도 6에 도시된 방법(600)을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, (602)에 기재된 바와 같이 실리콘과 연마재 그레인을 혼합한다. 특정한 양태에서는, 실리카 보강용 미립자를 포함하는 액상 실리콘 고무를 연마재 그레인과 혼합하여 비경화 제형을 형성한다. 또한, 혼합은 액상 실리콘 고무의 A 파트와 B 파트를 혼합하는 단계를 포함한다. 또는, 혼합은 실리콘 오일, 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 여러 가지 순서들 중 어느 하나로 혼합하여 제형을 형성함을 포함할 수 있다.
(604)에 기재된 바와 같이 제형을 사용하여 패턴화된 층을 형성할 수 있다. 예를 들면, 패턴화된 층은 마모에 응하여 증가되는 접촉 면적을 제공하도록 구성된 표면 구조물의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경화 제형을 압출 또는 캘린더링하여 시트로 만들 수 있다. 시트를 스탬핑(stamping), 조각(engraving) 또는 일반적인 패턴화 또는 이들의 임의의 조합에 의해 처리하여 패턴화된 표면 구조물을 제공할 수 있다. 다른 예시적 양태에서, 제형은 패턴화된 층의 패턴을 형성하도록 제공된 네거티브 패턴을 포함한 네거티브 표면 위에 압출 또는 캘린더링될 수 있다.
비경화 제형으로부터 패턴화된 층이 형성되면, (606)에 설명된 바와 같이 제형을 경화시킬 수 있다. 백금 촉매되는 실리콘의 경우, 제형 및 이의 패턴화된 층을 가열하여 열 경화시킬 수 있다. 다른 양태에서, 활성 방사선에 반응하는 촉매 시스템을 사용할 수도 있다. 통상적인 경화 조건은 350℉에서 5분이다.
열가소성 중합체 제형을 사용하여 유사한 방법을 실행할 수 있다. 예를 들면, 열가소성 중합체 제형을 연마재 그레인 및 임의로 보강용 미립자와 함께 배합할 수 있다. 이러한 배합은 압출기 또는 가열된 배합기를 사용하여 수행할 수 있다. 중합체 제형, 연마재 그레인 및 보강용 미립자를 포함하는 배합된 제형을 압출하고 패턴화할 수 있다. 예를 들면, 스탬프, 롤러 또는 다른 패턴화 기술을 사용하여 배합 제형의 압출된 층의 표면에 표면 패턴을 형성할 수 있다. 특정한 예에서, 네거티브 패턴화된 금형 위에 배합 제형을 압출할 수 있다. 배합 제형을 냉각시켜 연마재 층을 형성할 수 있다. 접착층 또는 패스너 층을 추가시켜서 연마재 제품을 형성할 수 있다. 또는, 이 방법은 열가소성 가황물의 사용을 위해 조정될 수 있다.
연마재 제품의 양태는 다양한 산업 용도에서 유용할 수 있으나, 연마재 제품의 특정한 양태는 광학 매체 보수 산업과 같은 표면 처리 산업에서 유리한 용도를 갖는다. 예를 들면, 광학 매체 또는 도장 표면과 같은 처리된 표면은 프리샌딩(presanding) 처리를 사용하여 연삭될 수 있다. 프리샌딩은 통상적으로 조대한 그레인의 연마재 제품을 사용하여 수행되며 일반적으로 거대한 표면 결함들을 제거하여 무광택 피니쉬를 제공한다. 하나의 예시적 양태에서는, 프리샌딩된 표면을 조대한 그레인의 연마재보다 더 작은 입자 크기를 갖는 연마재 제품을 사용하여 추가로 연삭한다. 예를 들면, 프리샌딩된 표면을 상술된 제형으로부터 형성된 연마재 제품을 사용하여 추가로 연삭할 수 있다. 제형은 중합체 제형, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함할 수 있다.
다른 예에서는, 프리샌딩된 표면을, 마모시 표면적이 증가하도록 구성된 표면 패턴을 갖는 층을 포함한 연마재 제품을 사용하여 추가로 연삭할 수 있다. 상기 층은 중합체 제형과 연마재 그레인을 포함할 수 있다. 상기 연마재 제품은 기재 층을 갖지 않을 수 있다.
연마 후, 연마된 표면을 버핑 또는 연마할 수 있다. 예를 들면, 연마된 표면을 울 패드 또는 폼 패드를 사용하여 버핑 또는 연마할 수 있다. 버핑 또는 연마된 표면은 통상적으로 목적하는 조도 및 광택을 갖는다.
특정한 양태에서, 연마재 제품은 CD 또는 DVD와 같은 광학 매체를 보수하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, CD 또는 DVD 대여 시설 또는 재판매자는 사용된 광학 매체를 수취할 수 있다. 한 예로, 상기 시설은 상점 프론트를 통해 광학 매체를 수취할 수 있다. 다른 예에서, 상기 시설은 우편을 통해 광학 매체를 수취할 수 있다. CD 또는 DVD를 상술된 바와 같이 형성된 연마재 제품으로 연삭할 수 있다. 특정한 예에서, 연마재 제품은 기재 층을 포함하지 않는다. 다른 예에서, 연마재 제품은 감압성 접착 표면을 포함할 수 있다. CD 또는 DVD를 세정 및 연마할 수 있다. 이어서, CD 또는 DVD를 대여 또는 판매와 같은 후속 사용에 제공할 수 있다. 특히, 이러한 연마재 제품은 후속의 피복 공정이 사용되지 않고 연마재 제품을 사용한 연삭이 연마된 표면에 먼지 또는 분진에 대한 저항성을 부여할 수 있는 공정에서 유용하다.
특정한 양태의 연마재 제품은 유리하게는 사용시 향상된 표면 특성을 제공한다. 예를 들면, 특정한 양태의 연마재 제품의 사용은 연삭된 표면에서 조도 및 광택의 향상을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 광택 성능은 연마재 제품을 사용하여 제조된 표면의 평균 광택으로서 정의될 수 있다. 새로 도장된 금속 표면의 2피트 곱하기 4피트 면적을 먼저 3M 260L P1500(제조원: 3M)을 사용하여 1차 샌딩 또는 프리샌딩한다. 이러한 프리샌딩은 마르-페더럴 퍼토미터(Mahr-Federal Perthometer) M2를 사용하여 측정시 통상적으로 7.8 내지 9 마이크로인치의 평균 조도(Ra)를 갖는 표면을 제공한다. 프리샌딩된 도장 표면을 시험할 연마재 제품을 사용하여 1분간 샌딩한다. 평균 조도 및 60도 광택(Micro Tri-Gloss meter, 제조원: Tricor-systems)을 측정한다. 광택 성능은 상술된 과정으로 처리된 샌딩된 제품의 평균 광택이다. 특정한 양태의 연마재 제품은 60°에서의 광택 또는 반사율로 측정된 약 25 이상, 약 26 이상, 또는 약 28.5 이상의 평균 광택 성능을 제공할 수 있다. 광택 성능은 입자의 그릿(grit) 크기에 크게 의존한다. 예를 들면, J400 또는 그 이상과 같은 조대한 그릿은 20 미만의 광택을 제공하는 반면 J3000과 같은 매우 미세한 그릿은 60의 광택을 제공할 수 있다. 두 샘플 사이에서 그릿 크기가 일정할 때, 결합제 제형과 보강용 미립자는 광택 성능에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 조도 성능은 상기 방식으로 제조된 표면에서의 평균 조도(Ra)로서 정의된다. 특정한 양태의 연마재 제품은 마이크로인치 단위로 측정시 약 3.5 이하, 예를 들면 약 3.1 이하, 또는 심지어 약 2.6 이하의 조도 성능을 나타낼 수 있다.
추가의 예에서, 아크릴 시트 위의 연마재 제품의 성능을 기준으로 조도 지수 및 제거 지수를 정의할 수 있다. 연마재 제품을 압력 구동식 헛친 불규칙 궤도 샌더(Hutchin's random orbital sander)에 부착시킨다. 상기 제품을 3M 260L 1500으로 프리샌딩된 6개의 아크릴 패널 위에서 샌딩한다. 총 샌딩 시간은 패널당 30초로 하여 3분이다. 30초 후, 아크릴 패널의 중량 손실 및 마이크로인치로 측정된 표면 조도 Ra를 측정한다. 제거 지수는 6개의 아크릴 패널의 누적 중량 손실로서 정의되고, 조도 지수는 첫번째 아크릴 패널의 평균 조도 Ra로서 정의된다. 특히, 연마재 제품에 대한 조도 지수는 마이크로인치 단위로 측정시 6.0 이하, 예를 들면 5.0 이하, 4.0 이하, 또는 심지어 3.0 이하일 수 있다. 추가의 예에서, 제거 지수는 그램 단위로 측정시 약 0.1 이상, 예를 들면 약 0.2 이상, 약 0.3 이상, 또는 심지어 약 0.5 이상일 수 있다.
실시예 1
실리콘계 제형으로부터 형성된 층의 기계적 특성을 측정한다. 엘라스토실(ElastosilR) 3003 LR50 액상 실리콘 A 파트와 B 파트(제조원: Wacker Silicones), 및 제형의 총 중량을 기준으로 약 60중량%의 J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인(제조원: Nanko)를 혼합하여 제형을 형성한다. 엘라스토실R 3003 LR50은 미리 혼합된 실리카 보강물을 약 33중량%의 추정 함량으로 포함하는 2-파트 액상 실리콘이다. 이것은 전체 제형 중의 약 13중량%의 실리카에 해당한다. 연마재 그레인을 함유하지 않는 엘라스토실R 3003 LR50은 10s-1의 전단 속도(DIN 53 019)에서 약 360,000cps의 점도를 갖고 연마재 그레인의 부재시 경화될 때 약 10.6MPa의 인장 강도와 520%의 신도를 갖는다(DIN 53 504 S1). 제형을 175℃의 가열된 금형에서 5분간 가압하에 경화시킨다.
경화된 제형은 약 7.76MPa(1126psi)의 인장 강도와 약 137%의 파단 신도를 나타낸다(ASTM D 412). 또한, 경화된 제형은 약 7.22MPa(1048psi)의 100% 모듈러스 및 83의 쇼어 A 경도를 나타낸다.
실시예 2
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트(Trizact) 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 1은 웨커(WackerR) 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% WA800 알루미나 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성되며 500마이크로미터의 측면들과 약 250마이크로미터의 표면 위 높이를 갖는 사각형 기저부를 갖는 구조적 피라미드의 패턴을 포함한다. 샘플 1을 약 350℉로 가열된 금형에서 경화시키고 약 45분의 주기에 걸쳐 약 100℉로 냉각시킨다. 샘플 2는 상술된 방식으로 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 제조된다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이 부분을 샘플 1 또는 2 또는 비교 샘플 중 어느 하나를 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 1은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
조도 및 광택 성능
샘플 1 샘플 2 비교 샘플 - 3M 트리잭트 P3000
조도(마이크로인치) 3.3 3.4 3.3
광택 성능(%) 28.9 26.1 13.5
샘플 1, 샘플 2 또는 비교 샘플은 표면에서 결함이 관찰되지 않는다. 샘플 1과 샘플 2는 모두 3M 트리잭트 P3000과 유사한 조도 성능을 나타낸다. 그러나, 샘플 1 및 2는 비교 샘플보다 약 100% 더 높은 향상된 광택 성능을 나타낸다.
실시예 3
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 보강용 실리카의 상이한 부하량을 사용하여 제조한다. 샘플 3은 상술된 방식으로 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 60중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성된다. 샘플 3은 약 13%의 흄드 실리카를 함유한다. 샘플 4는 DMS-V31 비닐 말단화 폴리디메틸 실록산, HMS-301 하이드라이드 가교결합제, 및 SIP 6829.2 백금 촉매(각각의 제조원: Gelest, Inc, Morrisville, PA)를 10 파트 퍼 헌드레드(part per hundred)의 카보실(Cabosil) M5 흄드 실리카(제조원: Cabot Corporation)와 함께 혼합하여 혼합물을 형성함으로써 제조한다. 이어서 혼합물을 60중량% J800 실리콘 카바이드와 함께 혼합한다. 샘플 4는 약 4%의 흄드 실리카를 함유한다.
스파이스-헥커(Spies-Hecker) 투명 피복물로 도장되고 3M 260L P 1500로 6.3 내지 7.3마이크로인치 범위의 조도로 프리샌딩된 표면의 일부 위에서 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)와 샘플을 비교 시험한다. 각각의 제품에 대한 샌딩 시간은 동일한 면적의 후드에 대해 1분이다. 표 2는 얻어진 샘플의 조도 및 광택 성능을 보여준다.
조도 및 광택 성능
샘플 3 샘플 4 비교 샘플
조도 성능 2.4 3.1 2.5
광택 성능 29.2 18.3 16.9
연마된 표면에서 결함은 관찰되지 않는다. 샘플 3과 샘플 4는 모두 비교 샘플에 비해 향상된 광택 성능을 나타낸다. 그러나, 더 큰 부하량의 실리카 보강용 샘플을 갖는 샘플 3은 광택 성능 및 조도 성능에서 더욱 큰 향상을 나타낸다.
실시예 4
기재를 갖지 않는 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 5는 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성되며 1인치 길이당 45개의 피라미드를 갖는 구조적 피라미드 패턴을 포함한다. 샘플 5는 약 350℉로 가열된 금형에서 경화되고 약 45분의 주기에 걸쳐 약 100℉로 냉각된다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 5 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 3은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 5 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 3.9 2.9
60도 광택(%) 24 14
주해 광택 피니쉬 무광택 피니쉬
샘플 5는 비교 제품에 비해 더 높은 광택 성능을 나타낸다.
실시예 5
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 6 및 7은 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성되며 1인치 길이당 45개의 피라미드를 갖는 구조적 피라미드 패턴을 포함한다. 샘플 6은 압축 성형을 통해 형성되고 샘플 7은 압출 및 엠보싱에 의해 형성된다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 6 또는 7 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 4은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 6 샘플 7 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 4.6 4.5 3.3
60도 광택(%) 16 15 11
샘플 6 및 샘플 7은 둘 다 비교 샘플에 비해서 향상된 광택 성능을 나타낸다.
실시예 6
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 8 및 9는 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성된다. 샘플 8은 1인치 길이당 90개의 피라미드를 포함하는 표면을 갖고 샘플 9는 1인치 길이당 45개의 피라미드를 갖는 패턴을 갖는다. 두 샘플은 모두 압축 성형을 통해 형성된다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 8 또는 9 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 5는 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 8 샘플 9 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 3.7 4.5 3.4
60도 광택(%) 21 16 11
샘플 8은 샘플 9 및 비교 샘플에 비해서 향상된 광택 성능을 나타낸다.
실시예 7
기재를 갖지 않는 3개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 10, 11 및 12는 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성된다. 샘플 10은 1인치 길이당 90개의 피라미드의 패턴을 갖고, 샘플 11은 1인치 길이당 45개의 피라미드의 패턴을 가지며, 샘플 12는 1인치당 35개의 선을 갖는 불규칙한 삼중 나선형 패턴을 갖는다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 10, 11 또는 12 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 6은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 10 샘플 11 샘플 12 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 3.8 3.8 3.2 3.1
60도 광택(%) 18 17 26 14
주해 광택 및 균일 광택 및 균일 고광택, 입체감 있음(modeled) 무광택 및 균일
샘플 12는 샘플 10 및 11 및 비교 샘플에 비해서 향상된 광택 성능을 나타낸다.
실시예 8
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 13 및 14는 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성된다. 샘플 13은 1인치 길이당 45개의 피라미드를 포함하는 표면을 갖고 샘플 14는 1인치 길이당 125개의 쿼드(quad)를 갖는 패턴을 갖는다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 13 또는 14 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 7은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 13 샘플 14 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 2.6 2.5 3.2
60도 광택(%) 35 36 11.7
주해 광택 피니쉬 광택 피니쉬 무광택 피니쉬
샘플 13 및 14는 비교 샘플에 비해 향상된 필적가능한 광택 성능을 나타낸다.
실시예 9
기재를 갖지 않는 2개의 연마재 제품 샘플을 트리잭트 443SA P3000(제조원: 3M)과 비교한다. 샘플 15는 웨커R 실리콘 엘라스토실R 3003 LR50 및 65중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성되며 1인치 길이당 45개의 피라미드를 갖는다. 샘플 16은 로트릴(Lotryl) 29-Ma-03 및 75중량% J800 실리콘 카바이드 연마재 그레인을 포함하는 제형으로부터 형성되며 1인치 길이당 45개의 피라미드를 갖는다.
샘플의 성능을 시험하기 위하여, 스파이스-헥커 투명 피복물로 새로 도장된 후드의 부분을 3M 260L P 1500을 사용하여 약 7.8 내지 약 9.0마이크로인치의 평균 조도(Ra)로 프리샌딩한다. 이어서, 이 부분을 샘플 15 또는 16 또는 비교 샘플을 사용하여 1분간 샌딩한다. 표 8은 샘플의 조도 성능과 광택 성능을 보여준다.
샘플 15 샘플 16 트리잭트 443SA P3000
Ra(u") 2.7 3.7 2.8
60도 광택(%) 40 20 24
주해 광택 피니쉬 입체감 있음 무광택 피니쉬
샘플 15는 실시예 16 및 비교 샘플에 비해 향상된 광택 성능을 나타낸다.
실시예 10
기재를 갖지 않는 연마재 제품 샘플들을 제조하고 상기 정의된 바와 같은 제거 지수 및 조도 지수를 측정하기 위해 시험한다. LSR2로 표시되는 이들 샘플은 실리콘 오일 - 100g의 DMS-V31 비닐 말단화 실리콘 및 3.5g의 HMS-301 하이드라이드 가교결합제 및 적합한 Pt 촉매로부터 제조된다. 이 액체를 여러 가지 양의 흄드 실리카 및 J800 연마재 그레인과 함께 혼합하고 경화시켜서 기재를 갖지 않는 연마재 제품을 형성한다. 표 9는 샘플에 대한 제거 지수 및 조도 지수를 보여준다.
제형 실리카(중량%) 제거 지수(g) 조도 지수(마이크로인치)
LSR2 10 phr M5 60% J800 9 0.6 2.9
LSR2 20 phr M5 60% J800 17 0.64 2.7
LSR2 20 phr 812S 60% J800 17 0.61 2.5
LSR2 35 phr 812S 60% J800 26 0.59 2.2
LSR50 60% J800 33 0.56 1.9
LSR50 60% J800 33 0.58 2.1
표 9는 일반적으로 충전제 미립자의 부하량이 증가하면 조도 지수가 감소하는 반면 제거 지수는 영향을 별로 받지 않음을 보여준다.
실시예 11
기재를 갖지 않는 연마재 제품 샘플들을 제조하고 상기 정의된 바와 같은 제거 지수 및 조도 지수를 측정하기 위해 시험한다. 샘플들은 각종 열가소성 및 열경화성 재료들 및 다양한 양과 유형의 연마재 그레인으로부터 제조된다. 표 10은 각종 제형으로부터 형성된 연마재 제품에 대한 제거 지수 및 조도 지수를 보여준다.
수지 그레인 (중량%) 그레인 1 그레인 2 제거 지수 조도 지수
유형 그릿 유형 그릿
Elastollan 1180A 60 SiC J800 0.11 2.6
Elastollan 1180A 75 SiC J800
Elvacite 4044 60 SiC J800 0.49 4.0
Evatane 24-03 60 SiC J800 0.00
Evatane 40-55 60 SiC J800 0.00
Evatane 40-55 70 SiC J800 0.03 2.6
Evatane 40-55 75 SiC J800 0.01 2.3
Evatane 40-55 80 SiC J400 SiC J3000 0.54 5.2
Evatane 40-55 80 SiC J600 Alum WA6000 0.29 2.9
Lotader 3430 60 SiC J800 0.13 1.9
Lotader 3430 75 SiC J800 0.25 2.7
Lotader 3430 80 SiC J800 x x
Lotader AX 8900 60 SiC J800 0.21 1.7
Lotader AX 8900 75 SiC J800 0.19 1.8
Lotryl 15-MA-03 60 SiC J800 0.09 2.0
Lotryl 29-MA-03 60 SiC J800 0.02 2.0
Lotryl 29-MA-03 70 SiC J800 0.22 2.2
Lotryl 29-MA-03 75 SiC J800 0.37 2.5
Lotryl 29-MA-03 80 SiC J400 SiC J3000 0.42 5.0
Lotryl 29-MA-03 84 SiC J600 Alum WA6000 0.49 3.5
Lotryl 29-MA-03 80 SiC J600 Alum WA6000 0.22 3.0
Lotryl 29-MA-03 80 SiC J600 Alum WA6000 0.28 3.5
Lotryl 29-MA-03 80 SiC J600 0.36 3.6
Lotryl 30-BA-02 60 SiC J800 0.13 2.1
Orevac 18211 60 SiC J800 0.09 2.0
Pebax 2533 60 SiC J800 0.04 3.3
Pebax 2533 75 SiC J800 0.25 3.2
PLA 2002D + Tegomer H-Si 6440 65 SiC J800 0.49 4.5
Riteflex 430 60 SiC J800 0.23 2.3
Riteflex 430 75 SiC J800 0.29 3.4
Elastosil 3003 LR50 60 SiC J800 0.63 2.0
상기한 설명은 예시일 뿐 본 발명을 제한하지 않고, 청구의 범위는 이러한 모든 변형, 향상 및 본 발명의 진정한 범위에 속하는 다른 양태들을 포함하는 것으로 간주된다. 따라서, 본 발명의 범위는 하기 청구의 범위와 이들의 동등물의 허용가능한 최대 해석 범위에 의해서 법이 허용하는 최대 범위까지 결정되며, 상술된 설명에 의해 제한되지 않는다.

Claims (79)

  1. 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 연마재 층,
    제2 주요 표면과 직접 접촉하는 접착층, 및
    접착층과 직접 접촉하는 패스너 층(fastener layer)을 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  2. 제1항에 있어서, 연마재 층은 중합체 제형 및 연마재 그레인을 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  3. 제2항에 있어서, 중합체 제형은 열가소성 중합체를 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  4. 제2항에 있어서, 중합체 제형은 디엔 엘라스토머를 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  5. 제2항에 있어서, 중합체 제형은 실리콘 수지를 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  6. 제2항에 있어서, 중합체 제형은 약 50% 이상의 파단 신도를 갖는, 기재를 갖 지 않는 연마재 제품.
  7. 제5항에 있어서, 실리콘 수지는 액상 실리콘 수지로부터 형성되는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  8. 제2항에 있어서, 연마재 층은 보강용 미립자를 추가로 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  9. 제8항에 있어서, 보강용 미립자는 약 3중량% 이상의 양으로 포함되는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  10. 제2항에 있어서, 연마재 그레인은 실리콘 카바이드를 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  11. 제2항에 있어서, 연마재 층은 약 30중량% 이상의 연마재 그레인을 포함하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  12. 제1항에 있어서, 연마재 층은 약 100% 이상의 파단 신도를 갖는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  13. 제1항에 있어서, 연마재 층은 약 500mil 이하의 두께를 갖는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  14. 제13항에 있어서, 두께가 약 350mil 이하인, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  15. 제1항에 있어서, 제1 주요 표면은 돌출부들의 셋트(a set of protrusions)를 한정하는, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  16. 제15항에 있어서, 돌출부들의 셋트는 패턴 형태로 배열된, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  17. 제15항에 있어서, 돌출부들의 셋트는 경사진 측벽을 갖는 표면 돌출부들인, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  18. 제1항에 있어서, 연마재 층은 자기 지지형(self-supporting)인, 기재를 갖지 않는 연마재 제품.
  19. 제1 주요 측면 및 제2 주요 측면을 갖는 연마재 층(제1 주요 측면은 연마재 제품의 제1 표면으로부터 연장된 돌출부들의 셋트를 한정한다), 및
    제2 주요 측면과 직접 접촉하는 접착층(접착층은 연마재 제품의 제2 표면을 한정한다)을 포함하는, 연마재 제품.
  20. 제19항에 있어서, 연마재 층은 중합체 제형 및 연마재 그레인을 포함하는, 연마재 제품.
  21. 제20항에 있어서, 중합체 제형은 약 50% 이상의 파단 신도를 갖는, 연마재 제품.
  22. 제20항에 있어서, 중합체 제형은 열가소성 중합체를 포함하는, 연마재 제품.
  23. 제20항에 있어서, 중합체 제형은 실리콘 수지를 포함하는, 연마재 제품.
  24. 제23항에 있어서, 실리콘 수지는 액상 실리콘 수지로부터 형성되는, 연마재 제품.
  25. 제19항에 있어서, 연마재 층은 약 100% 이상의 파단 신도를 갖는, 연마재 제품.
  26. 제19항에 있어서, 연마재 층은 약 500mil 이하의 두께를 갖는, 연마재 제품.
  27. 제19항에 있어서, 돌출부들의 셋트는 패턴 형태로 배열되는, 연마재 제품.
  28. 제19항에 있어서, 돌출부들의 셋트는 경사진 측벽을 갖는 표면 돌출부들인, 연마재 제품.
  29. 돌출부들의 배열(array of protrusions)을 갖는 두께 약 500mil 이하의 연마재 층을 포함하고 기재 층을 갖지 않는, 연마재 제품.
  30. 제29항에 있어서, 상기 두께는 약 350mil 이하인, 연마재 제품.
  31. 제29항에 있어서, 연마재 층과 직접 접촉하는 접착층을 추가로 포함하는, 연마재 제품.
  32. 제31항에 있어서, 접착층은 연마재 제품을 연삭 기기에 부착시키도록 구성된 감압성 표면을 형성하는, 연마재 제품.
  33. 제31항에 있어서, 접착층과 직접 접촉하는 패스너 층을 추가로 포함하는, 연마재 제품.
  34. 사용된 광학 매체를 수취하는 단계,
    사용된 광학 매체를, 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 연마재 층을 포함하고 기재는 갖지 않는 연마재 제품(제1 주요 표면은 돌출부들의 셋트를 한정한다)을 사용하여 연삭하는 단계, 및
    광학 매체를 다음 사용을 위해 제공하는 단계를 포함하는, 광학 매체의 보수 방법.
  35. 제34항에 있어서, 기재를 갖지 않는 연마재 제품은 연마재 층의 제2 주요 표면과 직접 접촉하는 접착층을 포함하는, 광학 매체의 보수 방법.
  36. 제35항에 있어서, 기재를 갖지 않는 연마재 제품은 접착층과 직접 접촉하는 패스너 층을 포함하는, 광학 매체의 보수 방법.
  37. 액상 실리콘 고무, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 포함하는 경화된 제형으로부터 형성되는, 연마재 제품.
  38. 제37항에 있어서, 실리카 보강용 미립자는 흄드(fumed) 실리카를 포함하는, 연마재 제품.
  39. 제37항에 있어서, 제형은 약 3중량% 이상의 실리카 보강용 미립자를 포함하는, 연마재 제품.
  40. 제39항에 있어서, 제형은 약 10중량% 이상의 실리카 보강용 미립자를 포함하는, 연마재 제품.
  41. 제37항에 있어서, 연마재 그레인은 니트라이드, 카바이드, 옥사이드, 또는 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 연마재 제품.
  42. 제41항에 있어서, 연마재 그레인은 카바이드를 포함하는, 연마재 제품.
  43. 제42항에 있어서, 카바이드는 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 텅스텐 카바이드 및 티타늄 카바이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 연마재 제품.
  44. 제43항에 있어서, 카바이드는 실리콘 카바이드를 포함하는, 연마재 제품.
  45. 제41항에 있어서, 연마재 그레인은 니트라이드를 포함하는, 연마재 제품.
  46. 제45항에 있어서, 니트라이드는 입방정 보론 니트라이드 및 실리콘 니트라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 연마재 제품.
  47. 제41항에 있어서, 연마재 그레인은 옥사이드를 포함하는, 연마재 제품.
  48. 제47항에 있어서, 옥사이드는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 지르코니아/알루미나 옥사이드, 세리아, 티타늄 디옥사이드, 주석 옥사이드, 철 옥사이드 및 크로미아로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 연마재 제품.
  49. 제37항에 있어서, 연마재 그레인은 실리카, 알루미나(용융되거나 소결된), 지르코니아, 지르코니아/알루미나 옥사이드, 실리콘 카바이드, 석류석, 다이아몬드, 입방정 보론 니트라이드, 실리콘 니트라이드, 세리아, 티타늄 디옥사이드, 티타늄 디보라이드, 보론 카바이드, 주석 옥사이드, 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드, 철 옥사이드, 크로미아, 수석, 금강사, 및 이들의 임의의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 연마재 제품.
  50. 제37항에 있어서, 제형은 약 30중량% 이상의 연마재 그레인을 포함하는, 연마재 제품.
  51. 제50항에 있어서, 제형은 약 45중량% 이상의 연마재 그레인을 포함하는, 연마재 제품.
  52. 제51항에 있어서, 제형은 약 55중량% 이상의 연마재 그레인을 포함하는, 연마재 제품.
  53. 제37항에 있어서, 액상 실리콘 고무는 2-파트(2-part) 실리콘 고무로 형성되고, 하나의 파트는 가교결합제를 포함하는, 연마재 제품.
  54. 제53항에 있어서, 가교결합제는 실리콘 주쇄를 갖는, 연마재 제품.
  55. 제37항에 있어서, 경화된 제형은 약 100% 이상의 파단 신도를 갖는, 연마재 제품.
  56. 제55항에 있어서, 파단 신도는 약 120% 이상인, 연마재 제품.
  57. 제56항에 있어서, 파단 신도는 약 135% 이상인, 연마재 제품.
  58. 제37항에 있어서, 경화된 제형은 75 이하의 쇼어(Shore) D 경도를 갖는, 연마재 제품.
  59. 제37항에 있어서, 경화된 제형은 약 8.0MPa 이하의 인장 모듈러스를 갖는, 연마재 제품.
  60. 제59항에 있어서, 인장 모듈러스는 약 7.6MPa 이하인, 연마재 제품.
  61. 제37항에 있어서, 경화된 제형은 약 7.0MPa 이상의 인장 강도를 갖는, 연마재 제품.
  62. 제37항에 있어서, 인장 강도는 약 7.5MPa 이상인, 연마재 제품.
  63. 제37항에 있어서, 연마재 시트의 형태를 가지며, 기재 층은 갖지 않는, 연마재 제품.
  64. 제37항에 있어서, 주요 표면을 갖는 시트의 형태를 갖고, 주요 표면은 표면 돌출부들의 집합체를 갖는, 연마재 제품.
  65. 제64항에 있어서, 표면 돌출부들의 집합체는 패턴 형태로 배열되는, 연마재 제품.
  66. 제65항에 있어서, 표면 돌출부들은 경사진 측벽을 갖는 표면 돌출부들인, 연마재 제품.
  67. 제65항에 있어서, 표면 돌출부들은 수직 벽을 갖는 표면 돌출부들인, 연마재 제품.
  68. 제37항에 있어서, 접착층을 추가로 포함하는, 연마재 제품.
  69. 제37항에 있어서, 후크 및 루프 시스템으로 부착되도록 조정된 층을 추가로 포함하는, 연마재 제품.
  70. 제37항에 있어서, 경화된 제형은 두께가 약 500mil 이하인 층을 형성하는, 연마재 제품.
  71. 제70항에 있어서, 상기 두께는 약 350mil 이하인, 연마재 제품.
  72. 액상 실리콘 고무, 실리카 보강용 미립자 및 연마재 그레인을 배합하여 제형을 형성하는 단계,
    제형의 표면 피쳐 층(surface feature layer)을 형성하는 단계, 및
    제형을 경화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  73. 제72항에 있어서, 제형을 경화시키는 단계는 제형을 열 경화시킴을 포함하는, 방법.
  74. 제72항에 있어서, 제형을 경화시키는 단계는 활성 방사선을 사용하여 제형을 경화시킴을 포함하는, 방법.
  75. 제72항에 있어서, 표면 피쳐 층을 형성하는 단계는 표면 피쳐 층 내에 표면 구조물들의 셋트를 형성함을 포함하고, 표면 구조물은 마모됨에 따라 표면적이 증가되도록 구성되는, 방법.
  76. 제72항에 있어서, 표면층을 형성하는 단계는 두께가 약 500mil 이하인 층을 형성함을 포함하는, 방법.
  77. 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함하는 층으로서 신도가 약 100% 이상인 층을 포함하는, 연마재 제품.
  78. 마모됨에 따라 표면적이 증가되도록 구성되고 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함하며 두께가 약 100mil 이하인 표면 피쳐 층을 포함하고, 기재 층은 갖지 않는, 연마재 제품.
  79. 실리콘 결합제와 연마재 그레인을 포함하는 표면 돌출부들을 갖는 층을 포함하고 광택 성능(Gloss Performance)이 약 20 이상인, 연마재 제품.
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