KR20140024960A - 수명이 연장되는 부직 연마물품 - Google Patents

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Abstract

단일층을 형성하고, 단섬유들의 부직 웨브의 임의 추가층들이 존재하지 않는, 단섬유들의 부직 웨브로 구성되는 연마물품. 연마물품은 부직 웨브에 결합되는 연마 입자들을 함유한다. 연마물품은 제1 선밀도를 가지는 제1섬유 및 제2 선밀도를 가지는 제2섬유의 단섬유들 블렌드를 포함하는 단섬유들의 부직 웨브로 구성되는 압축 연마물품일 수 있다.

Description

수명이 연장되는 부직 연마물품{NON-WOVEN ABRASIVE ARTICLE WITH EXTENDED LIFE}
본 발명은, 일반적으로, 연마 입자들을 포함하는부직 단일층 연마제에 관한 것이다.
연마물품, 예컨대 코팅 연마제 및 결합 연마제는, 다양한 산업분야에서, 예컨대 래핑, 연삭, 또는 연마에 의한 공작물 기계가공에 사용된다 . 연마물품 활용 기계가공은 광학산업, 자동차 도색산업에서 판금산업까지 광범위한 산업분야에 걸쳐있다. 이들 각각의 경우에, 가공설비는 연마제를 사용하여 벌크 재료를 제거하거나 제품 표면을 특성화한다.
표면 특성에는 광택, 질감 및 균일도를 포함한다. 예를들면, 금속성 부품 제조업자들은 연마물품을 이용하여 표면을 세척, 디버링, 블렌딩, 및 연마한다. 또한 연마물품은 도막 제거에도 이용된다. 예를들면, 이러한 분야의 연마 제품들은 유용 수명 관점에서 한계가 있다. 따라서, 연마 제품 개선의 필요성이 존재한다.
특정 실시태양에서, 연마물품은 단일층 재료를 포함한다. 단일층 재료는 단섬유 (staple fiber)의 부직 웨브를 포함한다. 부직 웨브는 연마 입자들을 가진고, 이들은 부직 웨브에 결합된다.
실시태양에서, 압축 연마물품은 단일층의 부직 웨브를 포함한다. 부직 웨브는 단섬유를 포함한다. 단섬유는 제1 선밀도를 가지는 제1섬유 및 제2 선밀도를 가지는 제2섬유의 블렌드로 구성된다. 부직 웨브는 바인더 및 연마 입자들을 더욱 포함한다. 압축 연마물품은 적어도 약 10%의 압축비를 가진다.
다른 실시태양에서, 연마물품 제조방법은 적어도 2 종의 단섬유들의 블렌딩 및 섬유 웨브 형성단계를 포함한다. 본 방법은 연마 웨브를 형성하기 위한 섬유 웨브 및 그레인들 혼합단계를 더욱 포함한다. 또한, 본 방법은 연마 웨브를 포화 조성물로 포화 및 포화 연마 웨브 압축단계를 포함하고, 본 방법은 압축 과정에서 포화 연마 웨브 경화단계를 포함하여 연마물품을 형성한다.
첨부 도면을 참조하면 본 발명이 더욱 쉽게 이해되고 당업자에게 여러 특징 및 이점들이 명백하여 질 것이다.
도 1은 예시적 연마물품을 도시한 것이다.
도 2는 예시적 연마물품의 단면도이다.
도 3은 연마물품 단면의 상세도이다.
도 4는 개략적인 연마물품 제조공정을 도시한 것이다.
도 5는 연마물품 일부제조 단계들을 도시한 것이다.
도 6 내지 8은 연마물품 성능 시험 결과를 도시한 것이다.
도면들에서 동일 도면부호는 동일하거나 유사한 항목을 표기한다.
특정 실시태양에서, 연마물품은 단일층 재료를 포함한다. 단일층 재료는 단섬유의 부직 웨브를 포함한다. 부직 웨브는 연마 입자들을 함유하고, 이들은 부직 웨브에 결합된다.
도 1은 연마물품 (10)을 도시한 것이다. 연마제는 원반 형태이다. 원반 (10)은 단일층의 부직 웨브 및 바인더 또는 접착제 (도 1에서 미도시)에 의해 부직 웨브에 부착되는 연마 입자들 (도 1에서 미도시)를 포함한다.
도 2는 연마물품 (10)의 단면도이다. 단일층의 부직 웨브는 단섬유들 (12, 14)의 부직 웨브이다. 단섬유는 천연섬유 또는 고분자 섬유일 수 있다. 실시태양에서, 천연섬유는 양마 섬유, 대마 섬유, 황마 섬유, 아마 섬유, 사이잘 섬유, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택될 수 있다. 다른 실시태양에서, 고분자 섬유는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 도 2에서, 또한 단섬유들은 단섬유 블렌드 (blend)를 포함한다. 실시태양에서, 블렌드는 상이한 유래의 단섬유들, 예컨대 천연 및 고분자 섬유들의 블렌드를 포함한다. 다른 실시태양에서, 블렌드는 상이한 천연 섬유들의 블렌드, 예컨대 양마 섬유 및 아마 섬유의 블렌드를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 블렌드는 상이한 고분자 섬유의 블렌드, 예컨대 폴리아미드 섬유 및 폴리에스테르 섬유의 블렌드를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 블렌드는 상이한 폴리아미드 섬유의 블렌드를 포함한다. 예를들면, 폴리아미드 섬유는 나일론 섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택될 수 있다. 나일론 섬유는 나일론-6 또는 나일론-6,6일 수 있다. 상이한 폴리아미드 섬유의 블렌드는 나일론-6 및 나일론-6,6 섬유의 블렌드를 포함한다. 블렌드는 2 이상의 상이한 유형의 섬유를 포함한다. 예를들면, 블렌드는 2 이상의 천연 섬유 및 하나 이상의 고분자 섬유를 포함할 수 있다. 다른 실시태양에서, 블렌드는 3 이상의 고분자 섬유들을 포함한다.
각 유형의 단섬유는 약 1 wt% 내지 약 99 wt%의 임의의 함량, 예컨대 약 5 wt%, 약 10 wt%, 약 20 wt%, 약 30 wt%, 약 40 wt%, 약 50 wt%, 약 60 wt%, 약 70 wt%, 약 80 wt%, 약 90 wt%, 또는 약 95 wt% 으로 존재할 수 있다. 두 유형의 단섬유 블렌드는 약 1:99 내지 약 50:50의 임의의 비율, 예컨대 약 5:95, 약 10:90, 약 20:80, 약 30:70, 또는 약 40:60일 수 있다. 비율은 섬유 중량 또는 부피 기준일 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 블렌드는 상이한 물성의 섬유들을 포함할 수 있다. 실시태양에서, 블렌드는 상이한 선밀도의 단섬유들을 포함한다. 일 실시태양에서, 블렌드는 동일하거나 상이한 선밀도를 가지는 상이한 조성의 섬유, 즉 천연 및 고분자 섬유을 포함할 수 있다. 선밀도는 데니어 단위로 측정된다. 데니어는 단일 필라멘트9,000 미터 당 그램이다. 예를들면, 200 데니어의 나일론 섬유란 9,000 미터의 본 섬유 중량이 200 그램이라는 의미이다. 실시태양에서, 일 유형의 섬유 선밀도는 약 50 데니어 내지 약 1200 데니어이다. 다른 실시태양에서, 단섬유 블렌드는 적어도 약 50 데니어, 예컨대 적어도 약 60 데니어, 적어도 약 80 데니어, 적어도 약 100 데니어, 적어도 약 200 데니어, 적어도 약 250 데니어, 적어도 약 300 데니어, 적어도 약 320 데니어, 적어도 약 350 데니어, 또는 적어도 약 400 데니어의 선밀도를 가지는 제1 단섬유를 포함한다. 다른 실시태양에서, 단섬유 블렌드는 약 250 데니어 이하, 예컨대 약 280 데니어 이하, 약 300 데니어 이하, 약 400 데니어 이하, 약 500 데니어 이하, 약 600 데니어 이하, 약 800 데니어 이하, 약 900 데니어 이하, 약 1000 데니어 이하, 또는 약 1200 데니어 이하의 선밀도를 가지는 제1 단섬유를 포함한다.
다른 실시태양에서, 블렌드는 쌍봉형 (bimodal) 단섬유 블렌드를 포함한다. 제1 단섬유는 제1 봉 (modus)의 평균 선밀도를 가진다. 제2 단섬유는 제2 봉의 평균 선밀도를 가진다. 제1 봉 및 제2 봉의 최대 차이는 적어도 약 50 데니어, 적어도 약 75 데니어, 적어도 약 100 데니어, 적어도 약 125 데니어, 적어도 약 150 데니어, 적어도 약 175 데니어, 적어도 약 200 데니어, 적어도 약 225 데니어, 적어도 약 250 데니어, 적어도 약 275 데니어, 적어도 약 300 데니어, 적어도 약 325 데니어, 적어도 약 350 데니어, 적어도 약 375 데니어, 적어도 약 400 데니어, 적어도 약 425 데니어, 적어도 약 450 데니어, 적어도 약 475 데니어, 또는 적어도 약 500 데니어이다.
도 2를 참조하면, 단섬유 (12)는 단섬유 (14)와는 상이한 선밀도를 가진다. 실시태양에서, 섬유 (12)의 선밀도는 약 50 데니어 내지 약 400 데니어, 예컨대 약 60 데니어 내지 약 350 데니어, 또는 약 80 데니어 내지 약 300 데니어이다. 다른 실시태양에서, 섬유 (14)의 선밀도는 약 250 데니어 내지 약 1200 데니어, 예컨대 약 300 데니어 내지 약 1100 데니어, 또는 약 320 데니어 내지 약 1000 데니어이다.
일 실시태양에서, 부직 웨브는 치밀화될 수 있다. 치밀화는 니들 펀칭, 카딩, 고수압직조, 또는 이들의 조합으로 달성된다.
또한 도 2는 연마 입자들 (16)을 표기한다. 연마 입자들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인 (agglomerated grain), 및 이들의 임의의 조합에서 선택된다. 용어 “응집 그레인”이란 연마 그레인 및 결합 재료를 포함한 적어도 35 부피 % 다공도를 가지는 3차원의 과립자를 의미한다. 섬유상의 그레인들이 과립자 중 모든 또는 일부 그레인을 구성하지 않는 한, 응집 연마 그레인 과립자는 종횡비가 약 1.0인 블록 또는 구-형태의 연마 그레인으로 구성된다. 응집 연마 그레인 과립자는 본원에 전체가 참고문헌으로 통합되는 응집된 연마재를 가지는 다공성 연마물품이라는 명칭으로, 2004년1월20일 Bright 등에 부여된 미국특허번호 제 6,679,758 B2에 기재된 응집체로 예시된다.
일 실시태양에서, 연마 입자들은 부직 웨브에 균일하게 분포된다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 부직 웨브 일면에 부가되고 따라서, 이러한 면에 더욱 집중된다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 부직 웨브 일면에 부가되고 연속하여 부직 웨브 반대면에 부가되며, 웨브 중앙보다는 표면들에 입자가 더욱 집중된다.
연마 입자들은 미국 코팅 연마재 제조협회 (“CAMI”) 등급에 따라 약 24 그릿 내지 약 150 그릿의 평균 그레인 크기를 가진다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 약 30 그릿 내지 약 120 그릿의 평균 그레인 크기를 가진다. 또 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 약 36 그릿 내지 약 100 그릿의 평균 그레인 크기를 가진다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 적어도 약 93 미크론, 적어도 약 116 미크론, 또는 적어도 약 141 미크론의 평균 그레인 크기를 가진다. 또 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 약 715 미크론 이하, 약 745 미크론 이하, 또는 약 764 미크론 이하의 평균 그레인 크기를 가진다. 연마 입자들은 적어도 약 8.0, 예컨대 적어도 약 8.5, 적어도 약 9.0의 모스 경도를 가진다.
일 실시태양에서 연마 입자들은 표면 처리된다. 일 실시태양에서, 연마재는 규소화된다. 다른 실시태양에서, 표면 처리는 커플링제로 달성된다. 커플링제는 아미노알킬실란, 이소시아나토실란, 클로로알킬실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 실란 함유 커플링제이다.
도 3은 도 2의 상세 단면도이다. 중합성 바인더 (18)는 단섬유 (12, 14)를 연마 입자들 (16)와 결합시킨다. 중합성 바인더 (18)은 경화 중합성 바인더를 포함한다. 경화 중합성 바인더 (18)는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스테르, 페녹시, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 및 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자를 포함한다. 또한, 경화 중합성 바인더는 블록 수지 (blocked resin)를 포함한다. 중합성 바인더 (18)는 강하고 유연한 중합성 바인더이다. 중합성 바인더 (18)는 마모 과정에서 공작물 형태와 일치되도록 부직 웨브에 유연성을 부여하면서도 이를 서로 결합시킨다.
실시태양에서, 중합성 바인더 (18)는 분산 충전제, 용제, 가소제, 사슬전달제, 촉매, 안정화제, 분산제, 경화제, 반응조절제, 또는 분산액 유동 조절제와 같은 성분들을 더욱 포함하는 포화 조성물로부터 형성될 수 있다. 상기 성분들 외에도, 예를들면, 흑연, 카본블랙, 및 기타 등과 같은 대전방지제; 건식 실리카와 같은 현탁조제; 리튬, 아연, 칼슘, 또는 마그네슘 스테아레이트를 포함한 스테아르산 금속염과 같은 공간 충전 방지제 (anti-loading agent); 왁스와 같은 윤활제; 습윤제; 염료; 탄산칼슘, 탈크, 점토 및 기타 등과 같은 충전제; 합성 폴리아미드 왁스와 같은 점도개질제; 소포제; 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 기타 성분들이 포화 조성물에 첨가될 수 있다.
특정 실시태양에서, 중합성 바인더 (18)의 중합성 바인더 재료는 섬유들 (12, 14) 및 연마 입자들 (16) 사이에 놓일 수 있다. 실시태양에서, 중합성 바인더 (18)는 연마 입자들 (16) 위에 놓일 수 있다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 접착제로 부직 웨브에 결합될 수 있다. 접착제는 에폭시 접착제, 폴리황화물 접착제, 폴리우레탄 접착제, 페놀 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 폴리올레핀 접착제, 비닐에스테르 접착제, 또는 이들의 조합에서 선택된다.
도 4는 단섬유의 단일층 부직 웨브에 그레인들을 부가하는 공정 (40)의 일 예를 도시한 것이다. 단일층 부직 웨브 (4022)는 롤 (402)에서 풀려 포화 조성물로 포화된다. 포화액은 고분자 수지를 포함하고 경화제 및/또는 윤활제를 더욱 함유한다. 고분자 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 라텍스 수지, 에폭시 수지, 또는 이들의 조합에서 선택된다. 경화제는 고분자 수지 경화를 개시, 촉매 또는 기타 촉진시키는 임의의 종래 조제일 수 있다. 윤활제는 임의의 종래 윤활제일 수 있다. 실시태양들에서, 윤활제는 왁스, 지방산, 또는 지방산염일 수 있다. 일 실시태양에서, 윤활제는 알칼리 스테아레이트, 예컨대 리튬 스테아레이트일 수 있다. 도 4에서 요소 (42)로 도시된 바와 같이 침지 및 압착 공정으로 포화된다. 도 4의 요소 (44)에 도시된 바와 같이 포화 부직 웨브 일면에 연마 입자들이 인가되고, 이어 접착제가 요소 (46)에 도시된 바와 같이 분무 인가된다. 부분 처리 웨브는 3단 오븐 (48)의 최저층 (482)을 통과하면서 경화된다. 오븐에서 나오면서 부분 처리 웨브는 뒤집어지고 반대면이 연마재 (44)로 처리되고 접착제 (46)로 분무되며 이어 오븐 (48)의 중간층 (484) 및 삼층 (486)을 통과한 후 미압축 연마 부직 웨브 (4024), 즉, 연마 입자들을 함유한 부직 웨브는 롤 (404)에 권취된다.
특정 실시태양에서, 연마물품은 압축된다. 도 5는 압축 연마물품 제조방법을 설명한 것이다. 도 2 및 3에 도시된 단섬유 함유 연마재인 포화 단일층 부직 웨브는 고분자 수지 및 경화제 및/또는 윤활제를 포함한 포화액으로 포화된다. 고분자 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 라텍스 수지, 또는 이들의 조합에서 선택된다. 경화제는 고분자 수지 경화를 개시, 촉매 또는 달리 촉진시키는 임의의 종래 조제이다. 윤활제는 임의의 종래 윤활제일 수 있다. 실시태양들에서, 윤활제는 왁스, 합성 파라핀, 지방산, 지방산염, 또는 테프론 분말일 수 있다. 일 실시태양에서, 윤활제는 알칼리 스테아레이트, 예컨대 리튬 스테아레이트일 수 있다.
도 5를 참조하면, 포화 단일층의 부직 연마 웨브는 압축된다. 압축은, 예를들면 포화 단일층의 부직 연마 웨브 판들을 금속판들 사이에서 원하는 두께로 눌러서 진행된다. 실시태양들에서, 부직 연마 웨브의 압축, 포화, 단일층의 두께는 약 ¼ 인치, 약 1 cm, 약 ½ 인치, 약 1.5 cm, 약 2.0 cm, 또는 약 1 인치일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 압축은 압축비로 표현된다. 압축비는 1 - (d(압축)/d(미압축))로 백분율로 표기되며, 여기에서 d(압축) 및 d(미압축)은 압축 또는 미압축 연마물품의 두께 또는 g/cm3 단위의 밀도이다. 압축은 부직 연마 웨브의 압축, 포화 단일층을 경화시켜 완료되고, 즉, 경화하는 동안 금속판들은 웨브판을 유지하고 있다.
실시태양에서, 압축비는 적어도 약 10%이다. 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 20%이다. 또 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 50%이다. 다른 실시태양에서, 압축비는 약 90% 이하이다.
실시태양에서, 25.4 mm 반-구 프로브로 두께 방향을 따라 25%까지 연마물품을 압축하는 힘으로 측정될 때 연마물품은 20 kgf/25% 압축 내지 90 kgf/25% 압축, 예컨대 30 kgf/25% 압축 내지 80 kgf/25% 압축, 40 kgf/25% 압축 내지 70 kgf/25% 압축의 경도를 가진다. 특정 실시태양에서, 경도는 50 내지 60 kgf/25% 압축일 수 있다.
G-비율은 연마 휠 마모량에 대한 재료 제거량 비율이다. 6.35 mm 두께의 샘플 연마 휠을 76 mm 외경 및 6.35 mm 내경의 원반으로 절단한다. 금속판 (알루미늄)을 샘플 원반으로 연삭한다. 샘플 원반의 두께 전체가 금속판과 접촉되고 모서리 연삭을 피하기 위하여 표면과 수직하게 샘플 원반을 유지하면서 연삭한다. 금속판에 대하여 0.9 kg 하중을 원반에 인가한다. 1분씩 5회 금속판을 연삭하되, 각회마다 15분간 냉각시킨다.
실시태양에서, 본 발명에 의한 연마물품 또는 압축 연마물품의 G-비율은 적어도 약 10이다. 다른 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 15이다. 또 다른 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 19이다.
연마물품 형성방법으로 돌아가서, 2 이상의 단섬유 블렌드를 포함하는 부직 웨브 단일층이 제공된다. 예를들면, 단섬유 블렌드는 무작위로 적층되고 중합성 바인더, 예컨대 아크릴 또는 폴리우레탄 라텍스로 서로 결합된다. 실시태양에서 블렌드는 상이한 선밀도의 섬유들일 수 있다. 선밀도 차이는 약 100 데니어, 약 200 데니어, 약 300 데니어, 또는 약 400 데니어일 수 있다. 실시예에서, 200 g/m2 내지 800 g/m2 의 단섬유 블렌드가 사용된다. 웨브는 니들 펀칭, 카딩 또는 고수압직조된다. 바인더 수지를 포함하는 바인더 조성물이 적용되고 처리된 바인더는 경화되어 반-가공 부직 웨브가 형성된다. 실시태양에서, 반-가공 부직 웨브의 두께는 적어도 약 ½ 인치, 예컨대 적어도 약 1.5 cm, 적어도 약 2.0 cm이다. 또한, 부직층 중량은 약 400 g/m2 내지 약 700 g/m2이다.
제1 포화 조성물이 부직층에 인가되어 제1 포화가 이루어진다. 제1 포화 조성물은 경화 바인더, 예컨대 폴리우레탄 수지, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 바인더는 블록화되어 실질적으로 열 인가 없이 경화되는 것이 방지된다. 제1 포화는 제1 포화 조성물에 지지체를 침지하여 이루어진다. 침지 후, 부직층을 압착하여 과다 바인더 수지를 제거한다.
예컨대 연마 입자들을 지지체에 낙하시키거나 연마 입자들을 부직층에 분사시켜 연마 입자들을 포화 부직층에 인가한다. 예를들면, 500 g/m2 내지 2000 g/m2 이 부직층 일면에 낙하되어 층에 걸쳐 연마재 그레인들이 분포된다. 예컨대 분무에 의해 접착제가 연마 입자들 상부에 도포될 수 있고 접착제는 건조된다. 접착제는 후속 공정에서 연마 입자들을 보유하는 기능을 한다. 대안의 실시태양에서, 연마 입자들 및 포화 조성물이 슬러리 상태로 조합되고 함께 도포되어 제2 중합성 바인더는 부재할 수 있다.
실시태양에서, 포화 조성물의 제2 포화가 진행된다. 제2 포화는 지지체를 포화 조성물에 침지하여 이루어진다. 침지 후, 부직재는 압착되어 과다 바인더를 제거한다. 또 다른 실시태양에서, 연마 입자들의 제2 로딩및 접착제의 제2 도포가 진행될 수 있고, 이어 건조되고 접착제 및 포화 조성물의 바인더는 오븐에서 경화된다. 형성된 부직 연마 웨브 중량은 1 kg/m2 내지 3 kg/m2이다.
이후 부직 연마 웨브 압축된다. 압축은 부직 연마 웨브판을 포화 조성물에서 포화시키는 것으로 개시된다. 포화는 2단 롤 코터에서 침지 및 압착 공정으로 진행될 수 있다. 판은 적어도 30 cm, 적어도 35 cm, 적어도 40 cm, 또는 적어도 50 cm 측면 길이를 가지는 사각형일 수 있다. 판을 두 개의 금속판들 사이에 놓고 원하는 두께로 압축한다. 압축된 판은 오븐에서 경화된다.
실시예들
약 2.5 인치 길이의 500 데니어 나일론 단섬유 50 wt% 및 약 2.0 인치 길이의200 데니어 나일론 단섬유50 wt% 를 포함하는 나일론 단섬유들의 블렌드로 샘플 원반 1 및 2를 제조하였다. 블렌드 중량은 약 530 g/m2이었다. 니들 직기로 웨브를 니들 펀칭하였다. 바인더를 블렌드에 도포한다. 바인더 조성물은 약 59.3% 물, 1.5% 멜라민수지 (Momentive Specialty Chemicals Inc.에서 입수된 부분 메틸화 멜라민수지) , 0.2% Triton 100X (The Dow Chemical Company에서 입수된 비이온성, 옥틸페놀 에톡실레이트 계면활성제) 및 39.0% Hycar 26138 (Lubrizol Advanced Materials Inc.에서 입수된 열 반응성 아크릴 라텍스)로 구성된다. 바인더 조성물을 블렌드 일면에 분무하고 3단 오븐의 1층에서 경화하였다. 경화 후, 바인더를 반대면에 분무하고 블렌드를 3단 오븐의 2층 및 3층에서 경화하였다. 형성된 부직 웨브 중량은 약 590 g/m2 이고 폭은 약 1.34 m 및 두께는 약 2.3 cm이다. 실시태양에서, 바인더 도포 이어 경화를 반복할 수 있다.
부직 웨브를 폴리우레탄 수지 믹스로 침지 및 압착하여 포화시켰다. 폴리우레탄 수지 믹스는 56% 폴리우레탄 수지 (BLM500, Chemtura Corporation에서 입수된 블록화 이소시아네이트 경화 부위를 가지는 MDI 기재의 우레탄 프리폴리머 ), 6.0% 경화제 (curative) (Air Products에서 입수된 Ancamine DL-50), 30.5% 메틸이소부틸케톤 (용제), 3.5% 리튬 스테아레이트 (Chemtura에서 입수된 공간 충전 방지 윤활제) 및 4% 착색제로 구성된다.
산화알루미늄 응집체 형태로 평균 그레인 크기 60 그릿 또는 100 그릿인 연마 그레인들을 호퍼로부터 포화 부직 웨브 일면에 약 800 g/m2 중력에 의해 낙하시켰다. 이후 바인더를 그 면에 분무하였다. 바인더 조성물은 56% 물, 6.0% Hycar 26138 (아크릴 라텍스), 3.5% Triton X100 (계면활성제), 및 2.5% 착색제로 구성된다. 처리된 것을 3단 경화 오븐의 1층을 통과시켰다. 제2 층에서, 2 층 진입 전에, 반대면에 산화알루미늄 응집체 형태로 평균 그레인 크기 60 그릿 또는 100 그릿인 연마 그레인들을 중력에 의해 떨어뜨리고 바인더로 고정하였다. 처리된 것은 오븐의 2층 및 3층으로 다시 들어가서 경화된다. 실시태양들에서, 연마재 그레인 도포, 바인더 고정화, 및 경화는 반복된다. 연마재 부직 웨브의 폭은 1.43 m, 두께는 2.3 cm, 및 중량은 약 2.71 kg/m2이다. 연마재 부직 웨브를 43x43 cm 크기의 판으로 잘랐다.
판을 침지 및 압착 공정에 의해 폴리우레탄 수지 믹스로 포화시켰다. 포화 조성물은 66% 폴리우레탄 수지 (BLM500), 7.0% 경화제 (Ancamine DL-50), 17% 메틸이소부틸케톤 (용제), 4.3% 리튬 스테아레이트 (윤활제) 및 5.7% 착색제로 구성된다. 포화된 판을 적층하고 금속판들 사이에서 두께 0.63 cm (압축비 ~ 73%)로 압축하였다. 받침대들을 오븐에 넣고 열전달 및 휘발성 화학물질 제거가 용이하게 공기를 강제로 받침대로 통과시켜면서 18 시간 동안 126 ℃에서 99 ℃로 낮추면서 경화하였다.
금속판들을 치우고, 판들을 분리하고 상품, 예컨대 연마 원반으로 더욱 가공하였다. 100 그릿 산화알루미늄 응집체를 가지는 샘플 1은 중간 연마 원반이다. 60 그릿 산화알루미늄 응집체를 가지는 샘플 2는 거친 연마 원반이다.
실시예 1: 성능
샘플들에 대하여 연삭률 (cut rate), 휠 마모, 및 G-비율을 측정하였다. G-비율은 휠 마모량에 대한 재료 제거량의 비율이다. 두께 6.35 mm의 샘플 휠들을 76 mm 외경 및 6.35 mm 내경 원반으로 잘랐다. 금속판 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 강을 샘플 원반으로 연삭하였다. 샘플 원반의 두께 전체가 금속판과 접촉되고 모서리 연삭을 피하기 위하여 표면과 수직하게 샘플 원반을 유지하면서 연삭한다. 금속판에 대하여 0.9 kg 하중을 원반에 인가한다. 1분씩 5회 금속판을 연삭하되, 각회마다 15분간 냉각시킨다. 휠을 9,000 rpm으로 회전시킨다. 연삭률은 연삭 전후 금속판 중량 차이로 결정한다. 휠 마모는 연삭 전후 휠 중량 차이로 결정한다. 표 1은 알루미늄에 대하여 3M에서 입수되는 상품, 3M SC CRS 표면 처리 원반와 비교된 샘플 1 (중간 연마 원반, Vortex RB MED로도 칭함), 샘플 2 (거친 연마 원반, Vortex RB CRS로도 칭함)의 성능 값들을 요약한 것이다.
제거 재료 / g 휠 마모 / g G-비율 수명 / 분
Vortex RB MED 42.28 2.72 15.5 110
Vortex RB CRS 71.43 3.71 19.3 180
3M SC CRS 16.01 1.81 8.8 45
샘플 1 및 샘플 2, 즉 Vortex RB MED 및 Vortex RB CRS는 연삭률 (제거 재료량)에 있어서 3M 제품보다 2배 이상의 성능을 보이고 수명 시간은 3M 제품보다 샘플 1은2.5 및 샘플 2는4배 연장된다.
도 6은 시간 함수로서의 알루미늄에 대한 샘플 1 (Vortex RB MED), 샘플 2 (Vortex RB CRS), 및 3M SC CRS의 연삭률을 보인다. 임의의 시간 구간에서 샘플들 1 및 2의 연삭은 3M 제품보다 우수하다. 또한, 3M 제품 수명 동안, 즉 처음 45 분 동안, Vortex 원반 모두는 3M 제품보다 더 많은 재료를 연삭하였다. 이는 Vortex 제품이 3M 제품보다 수명이 연장되어 우수할 뿐 아니라 본질적으로 더 높은 품질이라는 것을 보인다.
도 7은 시간 함수로서의 스테인리스 강에 대한 샘플 1 (Vortex RB MED), 샘플 2 (Vortex RB CRS), 및 3M SC CRS의 연삭률을 보인다. 더욱 단단한 스테인리스 강 공작물인 경우에도, 임의의 시간 구간에서 샘플들 1 및 2의 연삭은 3M 제품보다 우수하다. 3M 제품 수명 동안, 즉 처음 50 분 동안, Vortex 원반 모두는 3M 제품보다 더 많은 재료를 연삭하였다. 이는 Vortex 제품이 3M 제품보다 알루미늄과 같은 연성 재료에 대해서뿐 아니라 강과 같은 경성 재료에 대해서도 우수하다는 것을 보인다.
도 8은 스테인리스 강에 대한3종의 원반의 총 연삭률을 보인다. 3M 상품보다 Vortex RB MED 원반은 약 78% 성능이 우수하고 Vortex RB CRS는 100% 성능이 우수하다.
연마물품은 단섬유들의 부직 웨브를 포함한다. 단섬유들의 부직 웨브는 단일층을 형성하고 추가적인 임의의 단섬유들의 부직 웨브가 존재하지 않는다. 부직 웨브는 부직 웨브에 결합되는 연마 입자들을 더욱 포함한다. 일 실시태양에서, 부직 웨브는 바인더를 더욱 포함한다. 다른 실시태양에서, 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스테르, 페녹시, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성된다.
연마물품의 다른 실시태양에서, 부직 웨브는 단섬유들의 블렌드를 포함한다. 블렌드는 선밀도가 적어도 약 80 데니어 내지 약 300 데니어 이하, 예컨대 약 100 데니어 내지 약 250 데니어, 예컨대 약 125 데니어 내지 약 250 데니어, 예컨대 약 150 데니어 내지 약 225 데니어, 예컨대 약 180 데니어 내지 약 220 데니어인 제1 단섬유를 포함한다. 블렌드는 선밀도가 적어도 약 320 데니어 내지 약 1000 데니어 이하, 예컨대 약 350 데니어 내지 약 800 데니어, 예컨대 약 400 데니어 내지 약 600 데니어, 예컨대 약 450 데니어 내지 약 550 데니어인 제2 단섬유를 더욱 포함한다.
연마물품의 다른 실시태양에서, 블렌드는 쌍봉 단섬유 블렌드를 포함하고, 제1 봉은 제1 선밀도를 가지는 제1 단섬유이고 제2 봉은 제2 선밀도를 가지는 제2 단섬유이고, 제1 봉 및 제2 봉 사이 최고점 (maxima) 차이는 적어도 50 데니어이다. 다른 실시태양에서, 제1 봉 및 제2 봉 간 차이는 적어도 100 데니어, 예컨대 적어도 150 데니어, 예컨대 적어도 200 데니어, 예컨대 적어도 250 데니어, 예컨대 적어도 300 데니어, 예컨대 적어도 350 데니어, 예컨대 적어도 400 데니어, 예컨대 적어도 450 데니어, 예컨대 적어도 500 데니어이다.
연마물품 일 실시태양에서, 블렌드는 약 5:95 내지 약 95:5 비율의 제1 단섬유 및 제2 단섬유를 포함한다. 실시태양에서, 비율은 약 20:80 내지 약 80:20이다. 다른 실시태양에서, 비율은 약 30:70 내지 약 70:30이다. 또 다른 실시태양에서, 비율은 약 40:60 내지 약 60:40이다. 다른 실시태양에서, 비율은 약 40:60이다. 또 다른 실시태양에서, 비율은 약 50:50이다. 또 다른 실시태양에서, 비율은 약 60:40이다.
추가적인 실시태양에서, 부직 웨브는 치밀화된다. 다른 실시태양에서, 연마물품은 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 양마 섬유, 대마 섬유, 황마 섬유, 아마 섬유, 또는 사이잘 섬유, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 단섬유를 가진다. 다른 실시태양에서, 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택된다. 또 다른 실시태양에서, 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택된다.
연마물품의 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 부직 웨브에 균일하게 분포된다. 연마 입자들은 미국 코팅 연마재 제조협회 등급시스템에 따라 약 24 그릿 내지 약 150 그릿의 평균 그레인 크기를 가진다. 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 적어도 약 93 미크론, 적어도 약 116 미크론, 또는 적어도 약 141 미크론의 평균 그레인 크기를 가진다. 또 다른 실시태양에서, 연마 입자들은 약 715 미크론 이하, 약 745 미크론 이하, 또는 약 764 미크론 이하의 평균 그레인 크기를 가진다.
연마물품의 추가 실시태양에서, 연마 입자들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택된다. 일 실시태양에서, 연마 입자들은 규소화된다.
실시태양에서, 연마 입자들은 접착제로 부직 웨브에 결합된다. 접착제는 에폭시 접착제, 폴리황화물 접착제, 폴리우레탄 접착제, 페놀 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리비닐부티랄접착제, 폴리올레핀 접착제, 또는 비닐에스테르 접착제에서 선택된다.
연마물품의 일 실시태양에서, 단일층 재료는 적어도 약 10%의 압축비로 압축된다. 압축비는 미압축 및 압축 물품의 두께들 차이를 미압축 물품 두께로 나눈 것이다. 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 20%이다. 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 50%이다. 또 다른 실시태양에서, 압축비는 약 90% 이하이다.
연마물품의 일 실시태양에서, 단일층 재료는 적어도 약 10의 G-비율을 가진다. G-비율은 단일층 재료 마모량에 대한 공작물 재료, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 강 연삭량 비율이다. 다른 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 15이다. 추가 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 17이다. 또 다른 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 19이다.
압축 연마물품은 단섬유들의 부직 웨브를 포함한다. 단섬유들은 제1 선밀도를 가지는 제1섬유 및 제2 선밀도를 가지는 제2섬유의 블렌드를 포함한다. 압축 연마물품은 바인더 및 연마 입자들을 더욱 포함한다. 실시태양에서, 블렌드는 쌍봉 블렌드이고 제1 섬유 및 제2 섬유 선밀도의 최고점 차이는 적어도 약 50 데니어, 예컨대 약 75 데니어, 예컨대 약 100 데니어, 예컨대 약 125 데니어, 예컨대 약 150 데니어, 예컨대 약 175 데니어, 예컨대 약 200 데니어, 예컨대 약 250 데니어, 예컨대 약 300 데니어, 예컨대 약 350 데니어, 예컨대 약 400 데니어, 예컨대 약 450 데니어, 예컨대 약 500 데니어이다.
압축 연마물품의 압축비는 적어도 약 10%이다. 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 20%이다. 또 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 50%이다. 또 다른 실시태양에서, 압축비는 약 90% 이하이다.
일 실시태양에서, 압축 연마물품는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 양마 섬유, 대마 섬유, 황마 섬유, 아마 섬유, 사이잘 섬유, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 단섬유를 가진다. 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택된다. 실시태양에서, 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택된다.
일 실시태양에서, 제1 섬유 및 제2 섬유의 비율은 30:70 내지 70:30이다. 다른 실시태양에서, 비율은 약 40:60이다. 추가 실시태양에서, 비율은 약 50:50이다. 또 다른 실시태양에서, 비율은 약 60:40이다.
압축 연마물품의 실시태양에서, 제1 선밀도는 약 80 데니어 내지 약 300 데니어 범위이고 제2 선밀도는 약 320 밀도 내지 약 1000 데니어 범위이다. 다른 실시태양에서, 제1 선밀도는 약 200 데니어이고 제2 선밀도는 약 500 데니어이다.
압축 연마물품의 다른 실시태양에서, 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성된다.
실시태양에서, 연마 입자들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택된다.
다른 실시태양에서, 압축 연마물품의 G-비율은 적어도 약 10이다. 추가 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 15이다. 또 다른 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 17이다. 추가적인 실시태양에서, G-비율은 적어도 약 19이다.
연마물품 제조방법은 적어도 2 종의 단섬유들 블렌딩 단계; 섬유 웨브 형성단계; 섬유 웨브와 그레인들 혼합하여 연마 웨브를 형성하는 단계; 포화 조성물로 연마 웨브를 포화하는 단계; 포화 연마 웨브 압축단계; 및 압축 과정에서 포화 연마 웨브를 경화하여 연마물품을 형성하는 단계를 포함한다.
본 방법의 일 실시태양에서, 블렌딩 단계는 2 이상의 단섬유들 치밀화 단계를 더욱 포함한다. 일 실시태양에서, 치밀화는 니들 펀칭, 카딩, 고수압직조, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 방법의 일 실시태양에서, 각각의 단섬유 부분은 약 80 데니어 내지 약 1000 데니어 범위의 선밀도를 가지고 두 종의 선밀도는 동일하지 않다. 실시태양에서, 단섬유는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 고분자를 포함한다. 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택된다. 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택된다.
본 방법의 다른 실시태양에서, 섬유 웨브 형성단계는 바인더를 혼합된 단섬유들에 도포하는 것을 포함한다. 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성된다.
실시태양에서, 바인더는 혼합된 단섬유들에 바인더를 분무; 혼합된 단섬유들을 바인더 조성물에 침지; 혼합된 단섬유들을 바인더 조성물에 침지하고 이후 압착; 바인더를 혼합된 단섬유들에 브러싱 (brushing); 또는 바인더를 혼합된 단섬유들에 롤링; 또는 이들의 임의의 조합에 의해 도포한다. 추가적인 실시태양에서, 섬유 웨브 형성단계는 혼합된 단섬유들 경화를 더욱 포함한다.
본 발명의 추가적인 실시태양에서, 단섬유들 혼합단계는 접착제로 그레인들을 섬유 웨브에 부착하는 것을 포함한다. 접착제는 에폭시 접착제, 폴리황화물 접착제, 폴리우레탄 접착제, 페놀 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 폴리올레핀 접착제, 또는 비닐에스테르 접착제에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 그레인들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 및 이들의 임의의 조합에서 선택된다. 일 실시태양에서, 혼합단계 전에 그레인들을 커플링제로 처리할 수 있다. 커플링제는 아미노알킬실란, 이소시아나토실란, 클로로알킬실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택된다. 실시태양에서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 미국 코팅 연마재 제조협회 등급시스템에 의한 약 24 그릿 내지 약 150 그릿이다. 다른 실시태양에서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 적어도 약 93 미크론, 적어도 약 116 미크론, 또는 적어도 약 141 미크론이다. 또 다른 실시태양에서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 약 715 미크론 이하, 약 745 미크론 이하, 또는 약 764 미크론 이하이다.
본 발명의 실시태양에서, 포화 조성물은 폴리우레탄 수지, 폴리비닐 수지, 멜라민수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 실시태양에서, 압축단계는 적어도 약 10%의 압축비로 압축하는 것을 포함한다. 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 20%이다. 또 다른 실시태양에서, 압축비는 적어도 약 50%이다. 추가적인 실시태양에서, 압축비는 약 90% 이하이다.
포괄적인 설명 또는 실시예들에서 상기되는 모든 작용들이 요구되지는 않으며, 특정한 작용의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 작용이 기술된 것들에 추가하여 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 작용들이 나열되는 순서가 반드시 이들이 실행되는 순서일 필요는 없다.
상기 명세서에서, 개념들이 특정한 실시태양들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람은 다양한 변형들과 변화들이 하기 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다고 인정한다. 따라서, 명세서와 도면들은 제한적인 의미보다는 오히려 설명적인 의미로 간주되며, 모든 이와 같은 변형들은 본 발명의 범위의 내에 포함되도록 의도된다.
수치와 관련하여 용어 “평균”이 사용될 때, 평균, 기하학적 평균 또는 중간값을 의미하는 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
명세서를 읽은 후에, 숙련된 기술자들은 명료성을 위해 각각의 실시태양들과 관련해서 여기에서 설명되는 임의의 특징들이 또한 단일 실시태양에서 조합하여 제공될 수 있다고 인정할 것이다. 이와 반대로, 간결성을 위해 단일의 실시태양과 관련하여 설명되는 다양한 특징들은 또한 별도로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위에서 기술되는 값들에 대한 언급은 이 범위의 내에 있는 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.

Claims (75)

  1. 연마물품에 있어서, 단일층을 형성하고, 단섬유들의 부직 웨브 추가층이 존재하지 않는, 단섬유들의 부직 웨브; 및 부직 웨브에 결합되는 연마 입자들로 구성되는, 연마물품.
  2. 제1항에 있어서, 부직 웨브는 바인더를 더욱 포함하는, 연마물품.
  3. 제2항에 있어서, 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스테르, 페녹시, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성되는, 연마물품.
  4. 제1항에 있어서, 부직 웨브는 단섬유들의 블렌드를 포함하는, 연마물품.
  5. 제4항에 있어서, 블렌드는 선밀도가 적어도 약 80 데니어 내지 약 300 데니어 이하, 예컨대 약 100 데니어 내지 약 250 데니어, 예컨대 약 125 데니어 내지 약 250 데니어, 예컨대 약 150 데니어 내지 약 225 데니어, 예컨대 약 180 데니어 내지 약 220 데니어인 제1 단섬유를 포함하는, 연마물품.
  6. 제5항에 있어서, 블렌드는 선밀도가 적어도 약 320 데니어 내지 약 1000 데니어 이하, 예컨대 약 350 데니어 내지 약 800 데니어, 예컨대 약 400 데니어 내지 약 600 데니어, 예컨대 약 450 데니어 내지 약 550 데니어인 제2 단섬유를 포함하는, 연마물품.
  7. 제4항에 있어서, 블렌드는 쌍봉 단섬유 블렌드를 포함하고, 제1 봉은 제1 선밀도를 가지는 제1 단섬유이고 제2 봉은 제2 선밀도를 가지는 제2 단섬유이고, 제1 봉 및 제2 봉 사이 최고점 (maxima) 차이는 적어도 50 데니어인, 연마물품.
  8. 제7항에 있어서, 제1 봉 및 제2 봉 간 차이는 적어도 100 데니어, 예컨대 적어도 150 데니어, 예컨대 적어도 200 데니어, 예컨대 적어도 250 데니어, 예컨대 적어도 300 데니어, 예컨대 적어도 350 데니어, 예컨대 적어도 400 데니어, 예컨대 적어도 450 데니어, 예컨대 적어도 500 데니어인, 연마물품.
  9. 제4항에 있어서, 블렌드는 약 5:95 내지 약 95:5 비율의 제1 단섬유 및 제2 단섬유를 포함하는, 연마물품.
  10. 제9항에 있어서, 비율은 약 20:80 내지 약 80:20인, 연마물품.
  11. 제9항에 있어서, 비율은 약 30:70 내지 약 70:30인, 연마물품.
  12. 제9항에 있어서, 비율은 약 40:60 내지 약 60:40인, 연마물품.
  13. 제1항에 있어서, 부직 웨브는 치밀화되는, 연마물품.
  14. 제1항에 있어서, 단섬유는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 양마 섬유, 대마 섬유, 황마 섬유, 아마 섬유, 또는 사이잘 섬유, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 연마물품.
  15. 제14항에 있어서, 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택되는, 연마물품.
  16. 제15항에 있어서, 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택되는, 연마물품.
  17. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 부직 웨브에 균일하게 분포되는, 연마물품.
  18. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 미국 코팅 연마재 제조협회 등급시스템에 따라 약 24 그릿 내지 약 150 그릿의 평균 그레인 크기를 가지는, 연마물품.
  19. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 적어도 약 93 미크론, 적어도 약 116 미크론, 또는 적어도 약 141 미크론의 평균 그레인 크기를 가지는, 연마물품.
  20. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 약 715 미크론 이하, 약 745 미크론 이하, 또는 약 764 미크론 이하의 평균 그레인 크기를 가지는, 연마물품.
  21. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는, 연마물품.
  22. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 규소화되는, 연마물품.
  23. 제1항에 있어서, 연마 입자들은 접착제로 부직 웨브에 결합되는, 연마물품.
  24. 제23항에 있어서, 접착제는 에폭시 접착제, 폴리황화물 접착제, 폴리우레탄 접착제, 페놀 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리비닐부티랄접착제, 폴리올레핀 접착제, 또는 비닐에스테르 접착제에서 선택되는, 연마물품.
  25. 제1항에 있어서, 단일층 재료는 적어도 약 10%의 압축비로 압축되는, 연마물품.
  26. 제25항에 있어서, 압축비는 적어도 약 20%인, 연마물품.
  27. 제25항에 있어서, 압축비는 적어도 약 50%인, 연마물품.
  28. 제25항에 있어서, 압축비는 약 90% 이하인, 연마물품.
  29. 제1항에 있어서, 단일층 재료는 적어도 약 10의 G-비율을 가지는, 연마물품.
  30. 제29항에 있어서, G-비율은 적어도 약 15인, 연마물품.
  31. 제29항에 있어서, G-비율은 적어도 약 17인, 연마물품.
  32. 제29항에 있어서, G-비율은 적어도 약 19인, 연마물품.
  33. 압축 연마물품에 있어서, 제1 선밀도를 가지는 제1섬유 및 제1 선밀도와는 상이한 제2 선밀도를 가지는 제2섬유의 블렌드를 포함하는 단섬유들의 부직 웨브;바인더; 및연마 입자들로 구성되는, 압축 연마물품.
  34. 제33항에 있어서, 블렌드는 쌍봉 블렌드이고 제1 섬유 및 제2 섬유 선밀도의 최고점 차이는 적어도 약 50 데니어, 예컨대 약 75 데니어, 예컨대 약 100 데니어, 예컨대 약 125 데니어, 예컨대 약 150 데니어, 예컨대 약 175 데니어, 예컨대 약 200 데니어, 예컨대 약 250 데니어, 예컨대 약 300 데니어, 예컨대 약 350 데니어, 예컨대 약 400 데니어, 예컨대 약 450 데니어, 예컨대 약 500 데니어인, 압축 연마물품.
  35. 제33항에 있어서, 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 20%, 예컨대 적어도 50%의 압축비를 가지는, 압축 연마물품.
  36. 제35항에 있어서, 압축비는 약 90% 이하인, 압축 연마물품.
  37. 제33항에 있어서, 단섬유는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 양마 섬유, 대마 섬유, 황마 섬유, 아마 섬유, 사이잘 섬유, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 압축 연마물품.
  38. 제37항에 있어서, 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택되는, 압축 연마물품.
  39. 제38항에 있어서, 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택되는, 압축 연마물품.
  40. 제33항에 있어서, 제1 섬유 및 제2 섬유의 비율은 약 5:95 내지 약 95:5인, 압축 연마물품.
  41. 제40항에 있어서, 비율은 약 20:80 내지 약 80:20인, 압축 연마물품.
  42. 제40항에 있어서, 비율은 약 30:70 내지 약 70:30인, 압축 연마물품.
  43. 제40항에 있어서, 비율은 약 40:60 내지 약 60:40인, 압축 연마물품.
  44. 제33항에 있어서, 제1 선밀도는 약 80 데니어 내지 약 300 데니어 범위이고 제2 선밀도는 약 320 밀도 내지 약 1000 데니어 범위인, 압축 연마물품.
  45. 제44항에 있어서, 제1 선밀도는 약 200 데니어이고 제2 선밀도는 약 500 데니어인, 압축 연마물품.
  46. 제33항에 있어서, 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성되는, 압축 연마물품.
  47. 제33항에 있어서, 연마 입자들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는, 압축 연마물품.
  48. 제33항에 있어서, 적어도 약 10의 G-비율을 가지는, 압축 연마물품.
  49. 제48항에 있어서, G-비율은 적어도 약 15인, 압축 연마물품.
  50. 제48항에 있어서, G-비율은 적어도 약 17인, 압축 연마물품.
  51. 제48항에 있어서, G-비율은 적어도 약 19인, 압축 연마물품.
  52. 연마물품 제조방법에 있어서,
    적어도 2 종의 단섬유들 블렌딩 단계;
    섬유 웨브 형성단계;
    섬유 웨브와 그레인들 혼합하여 연마 웨브를 형성하는 단계;
    포화 조성물로 연마 웨브를 포화하는 단계;
    포화 연마 웨브 압축단계; 및
    압축 과정에서 포화 연마 웨브를 경화하여 연마물품을 형성하는 단계를 포함하는, 연마물품 제조방법.
  53. 제52항에 있어서, 블렌딩 단계는 2 이상의 단섬유들 치밀화 단계를 더욱 포함하는, 연마물품 제조방법.
  54. 제53항에 있어서, 치밀화는 니들 펀칭, 카딩, 고수압직조, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연마물품 제조방법.
  55. 제52항에 있어서, 각각의 단섬유 부분은 약 80 데니어 내지 약 1000 데니어 범위의 선밀도를 가지고 두 종의 선밀도는 동일하지 않은, 연마물품 제조방법.
  56. 제52항에 있어서, 단섬유는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 고분자를 포함하는, 연마물품 제조방법.
  57. 제56항에 있어서, 폴리아미드는 나일론, 아라미드, 또는 이들의 조합에서 선택되는, 연마물품 제조방법.
  58. 제57항에 있어서, 나일론은 나일론-6; 나일론-6,6; 또는 이들의 조합에서 선택되는, 연마물품 제조방법.
  59. 제52항에 있어서, 섬유 웨브 형성단계는 바인더를 혼합된 단섬유들에 도포하는 것을 포함하는, 연마물품 제조방법.
  60. 제59항에 있어서, 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드, 셀룰로오스, 폴리에테르, 페놀수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 라텍스, 불소화 고분자, 염소화 고분자, 실록산, 실릴화합물, 실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는 유기 고분자로 구성되는, 연마물품 제조방법.
  61. 제59항에 있어서, 바인더 도포는,
    혼합된 단섬유들에 바인더를 분무;
    혼합된 단섬유들을 바인더 조성물에 침지;
    혼합된 단섬유들을 바인더 조성물에 침지하고 이후 압착;
    바인더를 혼합된 단섬유들에 브러싱 (brushing); 또는
    바인더를 혼합된 단섬유들에 롤링; 또는 이들의 임의의 조합에 의해 도포되는, 연마물품 제조방법.
  62. 제59항에 있어서, 섬유 웨브 형성단계는 혼합된 단섬유들 경화를 더욱 포함하는, 연마물품 제조방법.
  63. 제52항에 있어서, 단섬유들 혼합단계는 접착제로 그레인들을 섬유 웨브에 부착하는 것을 포함하는, 연마물품 제조방법.
  64. 제63항에 있어서, 접착제는 에폭시 접착제, 폴리황화물 접착제, 폴리우레탄 접착제, 페놀 접착제, 폴리에스테르 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 폴리올레핀 접착제, 또는 비닐에스테르 접착제에서 선택되는, 연마물품 제조방법.
  65. 제52항에 있어서, 그레인들은 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소, 다이아몬드, 응집 그레인, 및 이들의 임의의 조합에서 선택되는, 연마물품 제조방법.
  66. 제52항에 있어서, 혼합단계 전에 그레인들을 커플링제로 처리하는 단계를 더욱 포함하는, 연마물품 제조방법.
  67. 제66항에 있어서, 커플링제는 아미노알킬실란, 이소시아나토실란, 클로로알킬실란, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택되는, 연마물품 제조방법.
  68. 제52항에 있어서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 미국 코팅 연마재 제조협회 등급시스템에 의한 약 24 그릿 내지 약 150 그릿인, 연마물품 제조방법.
  69. 제52항에 있어서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 적어도 약 93 미크론, 적어도 약 116 미크론, 또는 적어도 약 141 미크론인, 연마물품 제조방법.
  70. 제52항에 있어서, 그레인들의 평균 그레인 크기는 약 715 미크론 이하, 약 745 미크론 이하, 또는 약 764 미크론 이하인, 연마물품 제조방법.
  71. 제52항에 있어서, 포화 조성물은 폴리우레탄 수지, 폴리비닐 수지, 멜라민수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 연마물품 제조방법.
  72. 제52항에 있어서, 압축단계는 적어도 약 10%의 압축비로 압축하는 것을 포함하는, 연마물품 제조방법.
  73. 제72항에 있어서, 압축비는 적어도 약 20%인, 연마물품 제조방법.
  74. 제72항에 있어서, 압축비는 적어도 약 50%인, 연마물품 제조방법.
  75. 제72항에 있어서, 압축비는 약 90% 이하인, 연마물품 제조방법.
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