KR20210089728A - 코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210089728A
KR20210089728A KR1020217017532A KR20217017532A KR20210089728A KR 20210089728 A KR20210089728 A KR 20210089728A KR 1020217017532 A KR1020217017532 A KR 1020217017532A KR 20217017532 A KR20217017532 A KR 20217017532A KR 20210089728 A KR20210089728 A KR 20210089728A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
abrasive
triangular
belt
platelets
disposed
Prior art date
Application number
KR1020217017532A
Other languages
English (en)
Inventor
조셉 비 엑켈
아론 케이 니엔네이버
에린 디 스프링
브란트 에이 모에겐버그
에릭 엠 무어
토마스 제이 넬슨
토마스 피 한센
스티븐 제이 케이퍼트
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20210089728A publication Critical patent/KR20210089728A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/02—Backings, e.g. foils, webs, mesh fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D2203/00—Tool surfaces formed with a pattern

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

코팅된 연마 벨트(100)는 벨트 배킹(110) 및 그 위에 배치된 연마 층을 포함한다. 연마 층은 적어도 하나의 결합제 재료에 의해 벨트 배킹(110)의 주 표면의 적어도 일부에 고정된 연마 요소(160)를 포함한다. 연마 요소는 직사각형 격자 패턴의 수평선(192)과 수직선(194)의 연속 교차점에 배치된다. 각각의 연마 요소는 2개 이상의 삼각형 연마 소판(triangular abrasive platelet)(130)을 갖고, 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖는다. 각각의 기준으로, 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치된다. 연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행(16)으로 배열되며, 여기서 삼각형 연마 소판은 수직선(194)을 따라 길이방향으로 정렬되어 배치된다. 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행(168)으로 배열되며, 여기서 삼각형 연마 소판(130)은 수평선(194)을 따라 길이방향으로 정렬되어 배치된다. 제1 행 및 제2 행은 수직선을 따라 반복적으로 교번한다. 코팅된 연마 벨트의 제조 및 사용 방법이 또한 개시되어 있다.

Description

코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법
본 발명은 대체로 코팅된 연마 벨트, 그의 제조 방법, 및 그의 사용 방법에 관한 것이다.
삼각형 연마 소판(triangular abrasive platelet)을 함유하는 코팅된 연마 벨트는 상품 제조에서 광범위한 재료 및 표면을 형상화, 다듬질 또는 연삭하는 데 유용하다. 벨트 샌더(belt sander)는 다량의 재료의 제거가 요망되는 경우에 특히 유용하다. 재료의 예에는 목재, 금속(예를 들어, 특히 연삭 휠(wheel)을 막는 경향이 있는 알루미늄과 같은 비철 금속), 및 플래시(flash)가 포함된다.
회전 정렬된 삼각형 연마 소판을 갖는 코팅된 연마 물품이 미국 특허 제9,776,302호(케이퍼트(Keipert))에 개시되어 있다. 코팅된 연마 물품은 표면 특징부를 각각 갖는 복수의 삼각형 연마 소판을 갖는다. 복수의 삼각형 연마 소판은 수지 접착제를 포함하는 메이크 코트(make coat)에 의해 가요성 배킹에 부착되어 연마 층을 형성한다. 표면 특징부는 명시된 z-방향 회전 배향을 가지며, 명시된 z-방향 회전 배향은 표면 특징부의 무작위 z-방향 회전 배향에 의해 발생할 것보다 더 빈번하게 연마 층에서 발생한다.
코팅된 연마 벨트의 비용, 성능 및/또는 수명을 개선하고자 하는 요구가 계속되고 있다.
일 태양에서, 본 발명은 연마 벨트를 제공하며, 이 연마 벨트는
무한 벨트 배킹;
벨트 배킹 상에 배치된 연마 층을 포함하며, 연마 층의 적어도 일부는 적어도 하나의 결합제 재료에 의해 벨트 배킹의 주 표면에 고정된 연마 요소를 포함하고, 연마 요소는 직사각형 격자 패턴의 수평선과 수직선의 연속 교차점에 배치되며, 교차점의 70% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되고,
연마 요소의 각각은 2개 이상의 삼각형 연마 소판을 갖고, 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 제1 행 내의 삼각형 연마 소판은 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 제2 행 내의 삼각형 연마 소판은 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
제1 행 및 제2 행은 수직선을 따라 반복적으로 교번한다.
따라서, 다른 태양에서, 본 발명은 작업물을 연마하는 방법을 제공하며, 이 방법은 본 발명에 따른 코팅된 연마 벨트의 연마 층의 일부를 작업물과 마찰 접촉시키는 단계, 및 작업물 및 연마 물품 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 이동시켜 작업물을 연마하는 단계를 포함한다.
제3 태양에서, 본 발명은 코팅된 연마 벨트를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은
경화성 메이크 층 전구체를 무한 벨트 배킹의 주 표면 상에 배치하는 단계;
경화성 메이크 층 전구체 내에 연마 요소를 매립하는 단계로서,
연마 요소는 수평 직사각형 격자 패턴 및 수직 직사각형 격자 패턴의 연속 교차점에 인접하게 배치되며, 교차점의 70% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되고,
연마 요소의 각각은 2개 이상의 삼각형 연마 소판을 갖고, 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 제1 행 내의 삼각형 연마 소판은 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 제2 행 내의 삼각형 연마 소판은 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
제1 행 및 제2 행은 수직선을 따라 반복적으로 교번한다.
경화성 메이크 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 메이크 층을 제공하는 단계;
적어도 부분적으로 경화된 메이크 층 전구체 및 삼각형 연마 소판 위에 경화성 사이즈(size) 층 전구체를 배치하는 단계; 및
경화성 사이즈 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 사이즈 층을 제공하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이,
용어 "근접한"은 ~에 매우 가까운 또는 바로 옆에 있는(예를 들어, ~에 접촉하거나 ~에 접촉하는 결합제 층 내에 매립되는) 것을 의미한다.
용어 "작업물"은 연마되는 사물을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "삼각형 연마 소판"이라는 용어는 연마 입자의 적어도 일부가, 형상화된 전구체 연마 입자를 형성하는 데 사용되는 주형 공동으로부터 복제된 미리 결정된 형상을 갖는 세라믹 연마 입자를 의미한다. 삼각형 연마 소판은 일반적으로 삼각형 연마 소판을 형성하기 위해 사용되었던 주형 공동을 실질적으로 복제하는 미리 결정된 기하학적 형상을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 삼각형 연마 소판은 기계적 파쇄 작업에 의해 얻어지는 무작위적인 크기의 연마 입자를 배제한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "Z-축 회전 배향"은 벨트 배킹에 가장 많이 면하는 삼각형 연마 소판 측벽의 길이방향 치수의, 벨트 배킹의 주 표면에 직각인 Z-축에 대한 각회전을 지칭한다.
본 발명의 특징 및 이점이 상세한 설명뿐만 아니라 첨부된 청구범위를 고려할 때 추가로 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 코팅된 연마 벨트(100)의 개략 평면도이다.
도 1a는 도 1의 영역 1A의 확대도이다.
도 1b는 선 1B-1B를 따라 취한 예시적인 코팅된 연마 벨트(100)의 개략 측면도이다.
도 2a는 예시적인 삼각형 연마 소판(130a)의 개략 평면도이다.
도 2b는 예시적인 삼각형 연마 소판(130)의 개략 사시도이다.
도 3a는 예시적인 삼각형 연마 소판(330)의 개략 평면도이다.
도 3b는 예시적인 삼각형 연마 소판(330)의 개략 측면도이다.
도 4는 코팅된 연마 벨트(100)를 제조하는 데 유용한 생산 공구(400)의 평면도이다.
도 4a는 생산 공구(400)의 절취된 개략 평면도이다.
도 4b는 선 4B-4B를 따라 취한 생산 공구(400)의 개략 단면도이다.
도 4c는 선 4C-4C를 따라 취한 생산 공구(400)의 개략 단면도이다.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복되는 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내도록 의도된다. 본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시 형태가 당업자에 의해 안출될 수 있음을 이해하여야 한다. 도면은 축척대로 도시되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 코팅된 연마 벨트(100)를 도시하며, 여기서 삼각형 연마 소판(130)은 길이방향 축(181)을 갖는 벨트 배킹(110)에 대해 Z-축 회전 배향으로 정확한 위치에 고정된다.
이제 도 1a를 참조하면, 연마 요소(160) 각각은 2개의 삼각형 연마 소판(130)을 갖는다. 연마 요소(160)는 직사각형 격자 패턴(196)의 수평선(192)과 수직선(194)의 연속 교차점(190)에 배치된다. 연속 교차점의 70% 이상에 연마 요소(160) 중 하나가 배치된다. 사용 동안 스코어링(scoring)을 피하기 위해, 연마 요소는 코팅된 연마 벨트(100)의 길이방향 축에 대해 각도(α)로 배향된다. 각도(α)는 임의의 각도일 수 있으며; 예를 들어, 0도 초과 내지 30도, 또는 0도 초과 내지 20도, 또는 40 내지 50도일 수 있다.
연마 요소(160)의 제1 부분(162)은 교번하는 제1 행(166)으로 배열된다. 제1 행(166) 내의 삼각형 연마 소판(130)은 수직선(194)의 10도 이내에 각각의 Z-축 회전 배향을 갖는다. 연마 요소의 제2 부분(164)은 교번하는 제2 행(168)으로 배열된다. 제2 행(168) 내의 삼각형 연마 소판(130)은 수평선(192)의 10도 이내에 각각의 Z-축 회전 배향을 갖는다. 제1 행(166) 및 제2 행(168)은 수직선(194)을 따라 반복적으로 교번한다.
이제 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 코팅된 연마 벨트(100)는 벨트 배킹(110)의 주 표면(115) 상에 배치된 연마 층(120)을 포함한다. 연마 층(120)은 적어도 하나의 결합제 재료(메이크 층(142) 및 사이즈 층(144)으로 도시됨)에 의해 주 표면(115)에 고정된 2개의 삼각형 연마 소판(130)을 각각 갖는 연마 요소(160)를 포함한다. 선택적인 슈퍼사이즈(supersize) 층(146)이 사이즈 층(144) 상에 배치된다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 각각의 삼각형 연마 소판(130a)은 3개의 측벽(136a, 136b, 136c)에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면(132) 및 하부 표면(134)을 갖는다.
도 3a 및 도 3b는 유용한 삼각형 연마 소판(330)의 다른 실시 형태를 도시하며, 삼각형 연마 소판(330)은 3개의 경사진 측벽(336)에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면(332) 및 하부 표면(334)을 갖는다.
벨트 배킹은 예를 들어 임의의 공지된 가요성 코팅된 연마 배킹을 포함할 수 있다. 벨트 배킹은 사용 동안 벨트 경로 내의 롤러 둘레에 권취되기에 충분히 가요성이어야 한다. 벨트 배킹에 적합한 재료에는 중합체 필름, 금속 포일, 직조 천, 편직 천, 종이, 부직포, 폼(foam), 스크린, 라미네이트, 이들의 조합, 및 이들의 처리된 버전이 포함된다. 벨트는, 예를 들어 미국 특허 제7,134,953호(라인케(Reinke)) 및 제5578096호(베네딕트(Benedict) 등)에 기재된 바와 같이 스플라이스(splice)를 포함할 수 있거나 또는 스플라이스가 없을 수 있다.
벨트 배킹의 에지는 전형적으로 직선이며 길이방향 축에 평행한데, 에지의 약간의 편차가 허용될 수 있으며(예를 들어, 스캘럽형(scalloped) 에지), 일부 경우에는 심지어 바람직할 수 있기 때문에 필수적인 것은 아니다.
연마 층은 연마 입자가 내부에 유지된 단일 결합제 층, 또는 더 전형적으로는, 메이크 층 및 사이즈 층을 갖는 다층 구조물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 코팅된 연마 벨트는 예를 들어 연마 층 상에 중첩된 선택적인 슈퍼사이즈 층과 같은 추가의 층을 포함할 수 있거나, 필요하다면, 배킹 정전기 방지 처리 층이 또한 포함될 수 있다. 예시적인 적합한 결합제는 열경화성 수지, 방사선-경화성 수지, 및 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다.
메이크 층은 경화성 메이크 층 전구체를 배킹의 주 표면 상에 코팅함으로써 형성될 수 있다. 메이크 층 전구체는, 예를 들어, 글루(glue), 페놀 수지, 아미노플라스트 수지, 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지, 우레탄 수지, 자유 라디칼 중합성 다작용성 (메트)아크릴레이트(예를 들어, 펜던트 α,β-불포화 기를 갖는 아미노플라스트 수지, 아크릴화 우레탄, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 아이소시아누레이트), 에폭시 수지(비스-말레이미드 및 플루오렌-개질된 에폭시 수지를 포함함), 아이소시아누레이트 수지, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이들 중에서, 페놀 수지가 바람직하다.
페놀 수지는 일반적으로 페놀과 포름알데하이드의 축합에 의해 형성되며, 보통 레졸 페놀 수지 또는 노볼락 페놀 수지로 분류된다. 노볼락 페놀 수지는 산 촉매되며, 포름알데하이드 대 페놀의 몰 비가 1:1 미만이다. 레졸 페놀 수지는 알칼리 촉매에 의해 촉매될 수 있으며, 포름알데하이드 대 페놀의 몰비가 1 이상, 전형적으로 1.0 내지 3.0이며, 따라서 펜던트 메틸올 기를 제공한다. 레졸 페놀 수지의 알데하이드와 페놀 성분 사이의 반응을 촉매하기에 적합한 알칼리 촉매에는 수산화나트륨, 수산화바륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 유기 아민, 및 탄산나트륨이 포함되며, 이들 모두는 물에 용해된 촉매의 용액으로서 포함된다.
레졸 페놀 수지는 전형적으로 물 및/또는 유기 용매(예를 들어, 알코올)를 갖는 용액으로서 코팅된다. 전형적으로, 용액은 약 70 중량% 내지 약 85 중량%의 고형물을 포함하지만, 다른 농도가 사용될 수 있다. 만약 고형물 함량이 매우 낮으면, 물 및/또는 용매를 제거하기 위하여 더 많은 에너지를 필요로 한다. 만약 고형물 함량이 매우 높으면, 생성되는 페놀 수지의 점성이 너무 높아 전형적으로 처리상의 문제들로 이어진다.
페놀 수지는 잘 알려져 있으며, 상업적 공급원들로부터 용이하게 입수가능하다. 본 발명의 실시에 유용한 구매가능한 레졸 페놀 수지의 예에는 듀레즈 코포레이션(Durez Corporation)에 의해 상표명 바르쿰(VARCUM)으로 시판되는 것(예를 들어, 29217, 29306, 29318, 29338, 29353); 미국 플로리다주 바르토우 소재의 애쉬랜드 케미칼 코.(Ashland Chemical Co.)에 의해 상표명 에어로펜(AEROFENE)으로 판매되는 것(예컨대, 에어로펜 295); 및 대한민국 서울 소재의 강남 케미칼 컴퍼니 리미티드(Kangnam Chemical Company Ltd.)에 의해 상표명 "페놀라이트"(PHENOLITE)로 시판되는 것(예컨대, 페놀라이트 TD-2207)이 포함된다.
메이크 층 전구체는, 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅 및 분무 코팅을 포함하는, 메이크 층을 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수 있다.
이용되는 메이크 층의 평량은, 예를 들어, 의도된 용도(들), 연마 입자의 유형(들), 및 제조되는 코팅된 연마 벨트의 속성에 따라 좌우될 수 있으나, 전형적으로 1, 2, 5, 10, 또는 15 그램/제곱미터(gsm) 내지 20, 25, 100, 200, 300, 400, 또는 심지어 600 gsm의 범위일 것이다. 메이크 층은, 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅 및 분무 코팅을 포함하는, 메이크 층(예컨대, 메이크 코트)을 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수 있다.
일단 메이크 층 전구체가 배킹 상에 코팅되면, 삼각형 연마 소판이 메이크 층 전구체에 적용되고 그 안에 매립된다. 삼각형 연마 소판은 미리 결정된 패턴 및 Z-축 회전 배향에 따라 메이크 층 전구체 상에 공칭적으로 적용된다.
일부 바람직한 실시 형태에서, 연마 요소들 사이의 수평 및/또는 수직 간격은 벨트 배킹에 면하는 삼각형 연마 소판의 측벽의 평균 길이의 1 내지 3배, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 2배이지만, 다른 간격이 또한 사용될 수 있다.
연마 요소 내의 90% 이상(예를 들어, 95 퍼센트 이상, 99 퍼센트 이상, 또는 심지어 100 퍼센트)의 각각의 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽이 벨트 배킹에 면하여(그리고 바람직하게는 그에 근접하게) 배치된다. 또한, 연마 요소에서, 벨트 배킹에 면하여 배치되는 측벽은 그의 위치에 따라 수직선 또는 수평선의 10도 이내(바람직하게는 5도 이내, 그리고 더욱 바람직하게는 2도 이내)인 길이방향으로 정렬된다(즉, 길이방향의 Z-축 회전 배향을 갖는다). 이와 관련하여, 배킹에 면한 측벽의 Z-축 회전 방향은, (평면인) 직사각형 격자 패턴 상으로의 그의 Z-축 돌출부가 수직선 중 적어도 하나와 (동일 선상을 비롯하여) 10도 이하의 각도로 교차하는 경우 수직선의 10도 이내인 것으로 간주된다. 마찬가지로, 배킹에 면한 측벽의 Z-축 회전 방향은, (평면인) 직사각형 격자 패턴 상으로의 그의 Z-축 돌출부가 수평선 중 적어도 하나와 (동일 선상을 비롯하여) 10도 이하의 각도로 교차하는 경우 수평선의 10도 이내인 것으로 간주된다. 삼각형 연마 소판은 연마 공정에서 연마 입자로서 기능하기에 충분한 경도를 갖는다. 바람직하게는, 삼각형 연마 소판은 모스 경도(Mohs hardness)가 4 이상, 5 이상, 6 이상, 7 이상, 또는 심지어 8 이상이다. 바람직하게는, 삼각형 연마 소판은 알파 알루미나를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판은 얇은 삼각형 프리즘으로서 형상화되는 반면, 다른 실시 형태에서 삼각형 연마 소판은 절두 삼각형 피라미드(바람직하게는 약 8도의 테이퍼 각도를 가짐)로서 형상화된다. 삼각형 연마 소판은 상이한 변 길이를 가질 수 있지만, 바람직하게는 그의 가장 큰 면에서 그 길이들이 같다.
연마 요소 및/또는 연마 소판에 더하여, 파쇄된 연마 또는 비-연마 입자가, 바람직하게는 폐쇄형 코트를 형성하기에 충분한 양(즉, 연마 층 내에 유지될 수 있는 공칭 특정 등급(들)의 연마 입자의 실질적으로 최대 가능한 개수)으로, 연마 층에 포함될 수 있다.
적합한 연마 입자의 예에는, 융합 산화알루미늄; 열처리 산화알루미늄; 백색 융합 산화알루미늄 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 쓰리엠 세라믹 어브레이시브 그레인(3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN)으로 구매가능한 것과 같은 세라믹 산화알루미늄 재료; 갈색 산화알루미늄; 청색 산화알루미늄; 탄화규소(녹색 탄화규소를 포함함); 이붕화티타늄; 탄화붕소; 탄화텅스텐; 가넷; 탄화티타늄; 다이아몬드; 입방정계 질화붕소; 가넷; 융합 알루미나 지르코니아; 산화철; 크로미아; 지르코니아; 티타니아; 산화주석; 석영; 장석; 플린트(flint); 금강사; 졸-겔-유래 연마 입자; 및 이들의 조합이 포함된다. 이들 중, 성형된 졸-겔 유도된 알파 알루미나 삼각형 연마 소판이 다수의 실시 형태에서 바람직하다. 졸-겔 경로에 의해 가공될 수 없는 연마 재료는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2016/0068729 A1호(에릭슨(Erickson) 등)에 기재된 바와 같이, 임시 또는 영구 결합제를 사용하여 성형되어 형상화된 전구체 입자를 형성할 수 있으며, 이는 이어서 소결되어 삼각형 연마 소판을 형성할 수 있다.
졸-겔-유래 연마 입자 및 그의 제조 방법의 예는 미국 특허 제4,314,827호(레이티저(Leitheiser) 등); 제4,623,364호(코트링어(Cottringer) 등); 제4,744,802호(슈바벨(Schwabel)), 제4,770,671호(몬로(Monroe) 등); 및 제4,881,951호(몬로 등)에서 찾아볼 수 있다. 또한, 연마 입자가 예를 들어 미국 특허 제4,652,275호(블뢰허(Bloecher) 등) 또는 제4,799,939호(블뢰허 등)에 기재된 것과 같은 연마 응집체를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 일부 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판은 결합제(예컨대, 메이크 및/또는 사이즈 층)에 대한 연마 입자의 접착을 향상시키기 위해 커플링제(예컨대, 유기실란 커플링제) 또는 다른 물리적 처리제(예를 들어, 산화철 또는 산화티타늄)로 표면-처리될 수 있다. 연마 입자는 이를 상응하는 결합제 전구체와 조합하기 전에 처리될 수 있거나, 연마 입자는 결합제에 커플링제를 포함시킴으로써 원위치에서(in situ) 표면 처리될 수 있다.
바람직하게는, 삼각형 연마 소판은 예를 들어 졸-겔-유래 다결정 알파 알루미나 입자와 같은 세라믹 연마 입자를 포함한다. 알파 알루미나, 마그네슘 알루미나 스피넬, 및 희토류 육방정계 알루미네이트의 결정자(crystallite)로 구성되는 삼각형 연마 소판이, 예를 들어 미국 특허 제5,213,591호(셀릭카야(Celikkaya) 등)와 미국 특허 출원 공개 제2009/0165394 A1호(쿨러(Culler) 등) 및 제2009/0169816 A1호(에릭슨 등)에 기재된 방법에 따라 졸-겔 전구체 알파 알루미나 입자를 사용하여 제조될 수 있다.
알파 알루미나-기반 삼각형 연마 소판은 잘 알려진 다단계 공정에 따라 제조될 수 있다. 간단히, 이 방법은 알파 알루미나로 전환될 수 있는 시드형(seeded) 또는 비-시드형 졸-겔 알파 알루미나 전구체 분산물을 제조하는 단계; 삼각형 연마 소판의 원하는 외부 형상을 갖는 하나 이상의 주형 공동을 졸-겔로 충전하는 단계; 졸-겔을 건조시켜 전구체 삼각형 연마 소판을 형성하는 단계; 전구체 삼각형 연마 소판을 주형 공동으로부터 빼내는 단계; 전구체 삼각형 연마 소판을 하소하여 하소된 전구체 삼각형 연마 소판을 형성하는 단계; 및 이어서 하소된 전구체 삼각형 연마 소판을 소결하여 삼각형 연마 소판을 형성하는 단계를 포함한다. 이 공정을 이제 더욱 상세하게 기재할 것이다.
졸-겔 유도된 연마 입자를 제조하는 방법에 관한 추가의 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,314,827호 (레이티저); 제5,152,917호(피퍼(Pieper) 등); 제5,435,816호(스퍼게온(Spurgeon) 등); 제5,672,097호(후프만(Hoopman) 등), 제5,946,991호(후프만 등), 제5,975,987호(후프만 등), 및 제6,129,540호(후프만 등)와, 미국 특허 출원 공개 제2009/0165394 Al호(쿨러 등)에서 찾아볼 수 있다.
삼각형 연마 소판은 단일 종류의 삼각형 연마 소판, 또는 둘 이상의 크기 및/또는 조성의 삼각형 연마 소판의 블렌드를 포함할 수 있다. 일부 바람직한 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판은, 개별 삼각형 연마 소판이 선택적인 하소 및 소결 전에, 본질적으로 입자 전구체가 건조되었던 주형 또는 생산 공구의 공동의 부분의 형상인 형상을 가질 것이라는 점에서 정밀하게 형상화된다.
본 발명에서 사용되는 삼각형 연마 소판은, 예를 들어, 스탬핑(stamping) 또는 펀칭(punching)과 같은 다른 제작 대안보다 더 고도의 특징부 명료도(definition)를 제공하는 정밀 기계가공을 이용하여 절삭된 공구(즉, 주형)를 이용하여 전형적으로 제조될 수 있다. 전형적으로, 공구 표면 내의 공동은, 예리한 에지를 따라 만나고, 절두 피라미드의 측부 및 상부를 형성하는 평탄한 면들을 갖는다. 생성된 삼각형 연마 소판은 공구 표면 내의 공동의 형상(예를 들어, 절두 피라미드)에 상응하는 각각의 공칭 평균 형상을 갖지만, 공칭 평균 형상으로부터의 변화(예를 들어, 랜덤 변화)가 제조 동안에 일어날 수 있고, 그러한 변화를 보이는 삼각형 연마 소판은 본 명세서에 사용되는 바와 같은 삼각형 연마 소판의 정의 내에 포함된다.
일부 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판의 밑면(base)과 상부는 실질적으로 평행하여, 프리즘형 또는 절두 피라미드형 형상을 생성하지만, 이는 필수 요건이 아니다. 일부 실시 형태에서, 절두 삼각형 피라미드의 측면은 동일한 치수를 갖고, 밑면과 약 82도의 이면각을 형성한다. 그러나, 다른 이면각(90도를 포함함)이 또한 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 예를 들어, 각각의 측면과 밑면 사이의 이면각은 독립적으로 45 내지 90도, 전형적으로는 70 내지 90도, 더욱 전형적으로는 75 내지 85도의 범위일 수 있다.
삼각형 연마 소판을 지칭하는 데 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 삼각형 연마 소판의 최대 치수를 지칭한다. "폭"은 길이에 직각인 삼각형 연마 소판의 최대 치수를 지칭한다. 용어 "두께" 또는 "높이"는 길이 및 폭에 직각인 삼각형 연마 소판의 치수를 지칭한다.
졸-겔-유래 삼각형 알파 알루미나(즉, 세라믹) 연마 입자의 예는 미국 특허 제5,201,916호(베르그(Berg)); 제5,366,523호(로웬호스트(Rowenhorst)(재발행 특허 제35,570호)); 및 제5,984,988호(베르그)에서 찾아 볼 수 있다. 그러한 연마 입자 및 이의 제조 방법에 관한 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제8,142,531호(아데프리스(Adefris) 등); 제8,142,891호(쿨러 등); 및 제8,142,532호(에릭슨 등)와; 미국 특허 출원 공개 제2012/0227333호(아데프리스 등); 제2013/0040537호(슈바벨 등); 및 제2013/0125477호(아데프리스)에서 찾아 볼 수 있다.
삼각형 연마 소판은 전형적으로 1 마이크로미터 내지 15000 마이크로미터, 더욱 전형적으로는 10 마이크로미터 내지 약 10000 마이크로미터, 더욱 더 전형적으로는 150 내지 2600 마이크로미터의 범위의 길이를 갖도록 선택되지만, 다른 길이가 또한 사용될 수 있다.
삼각형 연마 소판은 전형적으로 0.1 마이크로미터 내지 3500 마이크로미터, 더욱 전형적으로는 100 마이크로미터 내지 3000 마이크로미터, 그리고 더욱 전형적으로는 100 마이크로미터 내지 2600 마이크로미터의 범위의 폭을 갖도록 선택되지만, 다른 길이가 또한 사용될 수 있다.
삼각형 연마 소판은 전형적으로 0.1 마이크로미터 내지 1600 마이크로미터, 더욱 전형적으로는 1 마이크로미터 내지 1200 마이크로미터의 범위의 두께를 갖도록 선택되지만, 다른 두께가 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판은 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 초과의 종횡비(길이 대 두께)를 가질 수 있다.
삼각형 연마 소판 상의 표면 코팅은 연마 물품 내의 결합제 재료와 삼각형 연마 소판 사이의 접착을 개선하는데 사용될 수 있거나, 또는 삼각형 연마 소판의 정전 침착을 보조하는 데 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 미국 특허 제5,352,254호(셀릭카야)에 기재된 바와 같은 표면 코팅이 삼각형 연마 소판 중량에 대한 0.1 내지 2 퍼센트 표면 코팅의 양으로 사용될 수 있다. 그러한 표면 코팅은 미국 특허 제5,213,591호(셀릭카야 등); 제5,011,508호(왈드(Wald) 등); 제1,910,444호(니콜슨(Nicholson)); 제3,041,156호(로우즈(Rowse) 등); 제5,009,675호(쿤츠(Kunz) 등); 제5,085,671호(마틴(Martin) 등); 제4,997,461호(마크호프-매트니(Markhoff-Matheny) 등); 및 제5,042,991호 (쿤츠 등)에 기재되어 있다. 또한, 표면 코팅은 삼각형 연마 소판이 캡핑(capping)되는 것을 방지할 수 있다. 캡핑은 연마되고 있는 작업물로부터의 금속 입자가 삼각형 연마 소판의 상부에 융착되는(welded) 현상을 기술하는 용어이다. 상기 기능을 수행하는 표면 코팅은 당업자에게 알려져 있다.
연마 입자는 연마 산업 공인 규정 공칭 등급에 따라 독립적으로 크기설정될 수 있다. 예시적인 연마 산업 공인 등급 표준은 ANSI(American National Standards Institute), FEPA(Federation of European Producers of Abrasives), 및 JIS(Japanese Industrial Standard)에 의해 공표된 것들을 포함한다. ANSI 등급 명칭(즉, 규정 공칭 등급)은 예를 들어 ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 36, ANSI 46, ANSI 54, ANSI 60, ANSI 70, ANSI 80, ANSI 90, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400, 및 ANSI 600을 포함한다. FEPA 등급 명칭은 F4, F5, F6, F7, F8, F10, F12, F14, F16, F20, F22, F24, F30, F36, F40, F46, F54, F60, F70, F80, F90, F100, F120, F150, F180, F220, F230, F240, F280, F320, F360, F400, F500, F600, F800, F1000, F1200, F1500 및 F2000을 포함한다. JIS 등급 명칭은 JIS8, JIS12, JIS16, JIS24, JIS36, JIS46, JIS54, JIS60, JIS80, JIS100, JIS150, JIS180, JIS220, JIS240, JIS280, JIS320, JIS360, JIS400, JIS600, JIS800, JIS1000, JIS1500, JIS2500, JIS4000, JIS6000, JIS8000, 및 JIS10000을 포함한다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 연마 입자의 평균 직경은 FEPA 등급 F60 내지 F24에 따라 260 내지 1400 마이크로미터의 범위 내에 있을 수 있다.
대안적으로, 연마 입자는 ASTM E-11 "시험 목적을 위한 쇠그물 및 체에 대한 표준 규격(Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)"을 따르는 미국 표준 시험 체를 사용하여 공칭 선별 등급으로 등급화될 수 있다. ASTM E-11은 지정된 입자 크기에 따른 재료의 분류를 위해 프레임에 장착된 짜여진 쇠그물 매체를 사용하여 시험 체의 설계 및 구성에 대한 요건을 규정하고 있다. 전형적인 명칭은 -18+20으로 나타낼 수 있는데, 이는 연마 입자가 18번 체에 관한 ASTM E-11 규격을 충족시키는 시험 체를 통과하고 20번 체에 관한 ASTM E-11 규격을 충족시키는 시험 체에 걸려 유지된다는 것을 의미한다. 일 실시 형태에서, 연마 입자는 입자의 대부분이 18 메시 시험 체를 통과하고 20, 25, 30, 35, 40, 45 또는 50 메시 시험 체 상에 유지될 수 있는 입자 크기를 갖는다. 다양한 실시 형태에서, 연마 입자는 -18+20, -20+25, -25+30, -30+35, -35+40, -40+45, -45+50, -50+60, -60+70, -70+80, -80+100, -100+120, -120+140, -140+170, -170+200, -200+230, -230+270, -270+325, -325+400, -400+450, -450+500, 또는 -500+635의 공칭 선별 등급을 가질 수 있다. 대안적으로, -90+100과 같은 맞춤 메시 크기(custom mesh size)가 사용될 수 있다.
다시 도 1a를 참조하면, 직사각형 격자 패턴(196)은, 수직선(194)(수직 방향으로 연장됨), 및 정의에 따르면 수직선에 직각인 수평선(192)(수평 방향으로 연장됨)에 의해 형성된다. 수직선 및/또는 수평선의 간격은 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다. 바람직하게는, 수직 방향 및 수평 방향 둘 모두가 규칙적이다. 바람직하게는 수평 간격 및 수직 간격은 동일할 것이지만 수평 간격 및 수직 간격은 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 바람직한 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판들 사이의 규칙적인 수직 간격(즉, 수직 피치) 및 수평 간격(즉, 수평 피치)은 소판 길이의 1 내지 3배일 수 있다. 물론, 이들 간격은 삼각형 연마 소판의 크기 및 두께에 따라 변할 수 있다.
일부 바람직한 실시 형태에서, 수평 피치는 삼각형 연마 입자의 두께의 3 배 내지 6배, 더욱 바람직하게는 3 내지 5배, 그리고 더욱 더 바람직하게는 4 내지 5배이다. 마찬가지로, 일부 바람직한 실시 형태에서, 수직 피치는 삼각형 연마 입자의 길이의 1 내지 3배, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 2배, 그리고 더욱 더 바람직하게는 1.2 내지 1.5배이다.
본 발명에 따른 코팅된 연마 벨트는 삼각형 연마 소판이 정밀하게 배치되고 배향되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 방법은 일반적으로 생산 공구 내의 공동을 각각 하나 이상의 삼각형 연마 소판(전형적으로 1개 또는 2개)으로 충전하는 단계, 삼각형 연마 소판을 메이크 층 전구체로 전사하기 위해, 충전된 생산 공구 및 메이크 층 전구체-코팅된 배킹을 정렬하는 단계, 공동으로부터 메이크 층 전구체-코팅된 배킹 상으로 연마 입자를 전사하는 단계, 및 정렬된 위치로부터 생산 공구를 제거하는 단계를 포함한다. 그 후에, 메이크 층 전구체를 (전형적으로, 삼각형 연마 소판이 배킹에 견고하게 접착되기에 충분한 정도로) 적어도 부분적으로 경화시키고, 이어서, 사이즈 층 전구체를 메이크 층 전구체 및 연마 입자 위에 적용하고, 적어도 부분적으로 경화시켜 코팅된 연마 벨트를 제공한다. 배치식 또는 연속식일 수 있는 공정은 수동으로 실시될 수 있거나, 또는 예를 들어 로봇 장비를 사용하여 자동화될 수 있다. 모든 단계를 수행하거나 모든 단계를 연이은 순서로 수행할 필요는 없으며, 열거된 순서대로 수행할 수 있거나, 중간에 추가 단계가 수행될 수 있다.
먼저, 상보적인 직사각형 격자 패턴을 갖도록 배열된 생산 공구의 분배 표면에서 적절하게 형상화된 공동 내에 삼각형 연마 소판을 배치함으로써 형성된 원하는 Z-축 회전 배향으로 삼각형 연마 소판을 배치할 수 있다.
열가소성 시트를 캐스팅함으로써 형성된, 도 1a 및 도 1c에 도시된 코팅된 연마 벨트(100)를 제조하기 위한 예시적인 생산 공구(400)가 도 4 및 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. 이제 도 4 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 생산 공구(400)는 삼각형 연마 소판을 수용하도록 크기 설정되고 형상화된 공동(420)의 직사각형 격자 패턴(430)을 포함하는 분배 표면(410)을 갖는다. 공동(420)은, 삼각형 연마 소판으로 충전될 때, 즉 후속하여 삼각형 연마 소판이 전사될 때, 도 1에 도시된 생성된 코팅된 연마 벨트에서 원하는 상응하는 패턴 및 Z-축 회전 배향을 형성하도록 Z-축 회전 정렬된다.
일단 공동의 대부분 또는 전부가 원하는 수의 삼각형 연마 소판으로 충전되면, 분배 표면은 벨트 배킹 상의 메이크 층 전구체 층과 매우 근접하거나 접촉하게 되며, 이에 의해 수평 배향을 공칭적으로 유지하면서 삼각형 연마 소판을 생산 공구로부터 메이크 층 전구체로 매립하고 전사한다. 물론, 배향의 일부 의도치 않은 손실이 발생할 수 있지만, 이는 일반적으로 ±10도 이하의 허용오차 내에서 관리가능하여야 한다.
일부 실시 형태에서, 생산 공구 내의 공동의 깊이는 삼각형 연마 소판이 공동 내에 완전히 들어맞도록 선택된다. 일부 바람직한 실시 형태에서, 삼각형 연마 소판은 공동의 개구를 약간 넘어 연장된다. 이러한 방식으로, 생산 공구로의 수지 전사의 기회가 감소된 직접 접촉에 의해 메이크 층 전구체로 전사될 수 있다. 일부 바람직한 실시 형태에서, 각각의 삼각형 연마 소판에 대한 질량 중심은 삼각형 연마 소판이 공동 내로 완전히 삽입될 때 생산 공구의 각각의 공동 내에 존재한다. 삼각형 연마 소판의 질량 중심이 공동 밖에 위치되는 상태로 공동의 깊이가 너무 짧아지면, 삼각형 연마 소판은 공동 내에 쉽게 유지되지 않고, 생산 공구가 장치에 사용됨에 따라 튀어 올라 탈락될 수 있다.
생산 공구 내의 공동을 충전하기 위해, 공동의 개수보다 더 많은 삼각형 연마 소판이 제공되도록, 바람직하게는 과량의 삼각형 연마 소판이 생산 공구의 분배 표면에 적용된다. 존재하는 공동보다 생산 공구의 단위 길이당 삼각형 연마 소판이 더 많이 존재함을 의미하는 과량의 삼각형 연마 소판은, 삼각형 연마 소판이 분배 표면 상에 축적되고 삼각형 연마 소판을 공동 내로 이동시키기 위해 중력이나 기계적으로 가해지는 다른 힘으로 인해 이리저리로 이동됨에 따라, 생산 공구 내의 공동의 대부분 또는 전부가 궁극적으로 삼각형 연마 소판으로 충전되는 것을 보장하는 데 도움을 준다. 연마 입자의 지지 면적 및 간격은 종종 특정 연삭 응용을 위한 생산 공구에 대해 설계되기 때문에, 충전되지 않은 공동의 수에 있어서 너무 큰 가변성을 갖지 않는 것이 일반적으로 바람직하다.
바람직하게는, 분배 표면 내의 대부분의 공동은 개별 공동 및 소판의 측면이 적어도 거의 평행하도록 공동 내에 배치되는 삼각형 연마 소판으로 충전된다. 이는 공동을 삼각형 연마 소판보다 약간 더 크게(또는 그의 배수로) 형상화함으로써 달성될 수 있다. 충전 및 방출을 용이하게 하기 위해, 공동은 깊이가 증가함에 따라 내측으로 경사진 측벽을 갖고/갖거나 공동의 하부에 진공 개구를 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 여기서 진공 개구는 진공원으로 이어진다. 삼각형 연마 소판이 기립하거나 직립하여 적용되도록 삼각형 연마 소판을 메이크 층 전사-코팅된 배킹 상으로 전사하는 것이 바람직하다. 따라서, 공동 형상은 삼각형 연마 소판을 직립하여 유지하도록 설계된다.
다양한 실시 형태에서, 분배 표면 내의 공동의 60, 70, 80, 90, 또는 95 퍼센트 이상이 삼각형 연마 소판을 수용한다. 일부 실시 형태에서, 중력이 공동을 충전하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 생산 공구를 뒤집고 진공을 가하여 삼각형 연마 소판을 공동 내에 유지할 수 있다. 삼각형 연마 소판은 예를 들어 스프레이, 유동층(fluidized bed)(공기 또는 진동) 또는 정전 코팅에 의해 적용될 수 있다. 유지되지 않은 임의의 연마 입자는 다시 아래로 떨어질 것이기 때문에 중력에 의해 과량의 삼각형 연마 소판을 제거할 수 있다. 그 후에, 진공을 제거함으로써 삼각형 연마 소판을 메이크 층 전구체-코팅된 벨트 배킹으로 전사할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 각각의 공동이 충전된 후에 일부가 분배 표면 상에 남아 있도록 공동보다 과량의 삼각형 연마 소판을 공급할 수 있다. 이들 과량의 삼각형 연마 소판은 흔히 분배 표면으로부터 취출(blown), 와이핑(wiped), 또는 달리 제거될 수 있다. 예를 들어, 삼각형 연마 소판을 공동 내에 유지시키기 위해 진공 또는 다른 힘을 인가할 수 있으며, 분배 표면을 뒤집어서 그로부터 과량의 삼각형 연마 소판의 잔류분을 제거할 수 있다.
생산 공구의 분배 표면 내의 실질적으로 모든 공동이 삼각형 연마 소판으로 충전된 후에, 생산 공구의 분배 표면은 메이크 층 전구체와 근접하게 된다.
바람직한 실시 형태에서, 생산 공구는 금속 마스터(master) 공구에 의해, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 또는 폴리카르보네이트와 같은 열가소성 중합체로 형성된다. 생산 공구, 및 그의 제조에 사용되는 마스터 공구의 제작 방법은, 예를 들어, 미국 특허 제5,152,917호(피퍼 등); 제5,435,816호(스퍼게온 등); 제5,672,097호(후프만 등), 제5,946,991호(후프만 등), 제5,975,987호(후프만 등), 및 제6,129,540호(후프만 등)와, 및 미국 특허 출원 공개 제2013/0344786 A1호(케이퍼트) 및 제2016/0311084 A1호(쿨러 등)에서 찾아볼 수 있다.
일부 바람직한 실시 형태에서, 생산 공구는 3D 인쇄 기술을 사용하여 제조된다.
일단 삼각형 연마 소판이 메이크 층 전구체 내에 매립되면, 이를 적어도 부분적으로 경화시켜 사이즈 층 전구체의 적용 동안 광물의 배향을 유지한다. 전형적으로, 이는 메이크 층 전구체를 B-단계화(B-staging)하는 것을 포함하지만, 원한다면 더 진보된 경화가 또한 사용될 수 있다. B-단계화는, 선택된 메이크 층 전구체의 속성에 따라, 예를 들어, 열 및/또는 광 및/또는 경화제를 사용하여 달성될 수 있다.
다음으로, 사이즈 층 전구체가 적어도 부분적으로 경화된 메이크 층 전구체 및 삼각형 연마 소판 위에 적용된다. 사이즈 층은 경화성 사이즈 층 전구체를 배킹의 주 표면 상에 코팅함으로써 형성될 수 있다. 사이즈 층 전구체는, 예를 들어, 글루, 페놀 수지, 아미노플라스트 수지, 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지, 우레탄 수지, 자유 라디칼 중합성 다작용성 (메트)아크릴레이트(예를 들어, 펜던트 α,β-불포화 기를 갖는 아미노플라스트 수지, 아크릴화 우레탄, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 아이소시아누레이트), 에폭시 수지(비스-말레이미드 및 플루오렌-개질된 에폭시 수지를 포함함), 아이소시아누레이트 수지, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 페놀 수지가 메이크 층을 형성하는 데 사용되는 경우, 이는 사이즈 층을 형성하는 데 마찬가지로 바람직하게 사용된다. 사이즈 층 전구체는 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅, 분무 코팅 등을 포함하는, 사이즈 층을 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수 있다. 원한다면, 본 발명에 따른 프리사이즈(presize) 층 전구체 또는 메이크 층 전구체가 또한 사이즈 층 전구체로서 사용될 수 있다.
사이즈 층의 평량은 또한 의도된 용도(들), 연마 입자의 유형(들) 및 제조되는 코팅된 연마 벨트의 속성에 따라 필연적으로 달라질 것이나, 일반적으로 1 또는 5 gsm 내지 300, 400, 또는 심지어 500 gsm 이상의 범위일 것이다. 사이즈 층 전구체는, 예를 들어 롤 코팅, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅 및 분무 코팅을 포함하는, 사이즈 층 전구체(예를 들어, 사이즈 코트)를 배킹에 적용하는 임의의 공지된 코팅 방법에 의해 적용될 수 있다.
일단 적용되면, 사이즈 층 전구체, 및 전형적으로 부분적으로 경화된 메이크 층 전구체는 사용가능한 코팅된 연마 벨트를 제공하도록 충분히 경화된다. 일반적으로, 이러한 경화 단계는 열 에너지를 수반하지만, 예를 들어 방사선 경화와 같은 다른 형태의 에너지가 또한 사용될 수 있다. 열 에너지의 유용한 형태는, 예를 들어 열 및 적외선을 포함한다. 예시적인 열 에너지원은 오븐(예를 들어, 페스툰(festoon) 오븐), 가열된 롤, 열풍 송풍기, 적외선 램프, 및 이들의 조합을 포함한다.
다른 성분에 더하여, 본 발명에 따른 코팅된 연마 벨트의 메이크 층 전구체 및/또는 프리사이즈 층 전구체 내의, 존재하는 경우, 결합제 전구체는 경화를 촉진하기 위해 선택적으로 촉매(예를 들어, 열 활성화 촉매 또는 광촉매), 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 열 개시제 또는 광개시제), 경화제를 함유할 수 있다. 그러한 촉매(예를 들어, 열 활성화 촉매 또는 광촉매), 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 열 개시제 또는 광개시제), 및/또는 경화제는, 예를 들어 본 명세서에 기재된 것들을 포함하는 코팅된 연마 벨트에서의 사용에 대해 공지된 임의의 유형의 것일 수 있다.
다른 성분에 더하여, 메이크 층 전구체 및 사이즈 층 전구체는, 예를 들어 성능 및/또는 외관을 개질하기 위해, 선택적인 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 예시적인 첨가제에는 연삭 보조제, 충전제, 가소제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 커플링제, 섬유, 윤활제, 요변성 재료, 정전기 방지제, 현탁제 및/또는 염료가 포함된다.
유기 또는 무기일 수 있는 예시적인 연삭 보조제에는 왁스, 할로겐화 유기 화합물, 예컨대 테트라클로로나프탈렌, 펜타클로로나프탈렌, 및 폴리비닐 클로라이드와 같은 염소화된 왁스; 염화나트륨, 칼륨 빙정석(potassium cryolite), 나트륨 빙정석, 암모늄 빙정석, 칼륨 테트라플루오로보레이트, 나트륨 테트라플루오로보레이트, 플루오르화규소, 염화칼륨, 염화마그네슘과 같은 할라이드 염; 및 주석, 납, 비스무트, 코발트, 안티몬, 카드뮴, 철, 및 티타늄과 같은 금속 및 이들의 합금이 포함된다. 다른 연삭 보조제의 예에는 황, 유기 황 화합물, 흑연, 및 금속 황화물이 포함된다. 상이한 연삭 보조제들의 조합이 또한 사용될 수 있다.
예시적인 정전기 방지제에는 결합제 중의 전기 전도성 재료, 예컨대 오산화바나듐(예를 들어, 설폰화 폴리에스테르 중에 분산됨), 습윤제, 카본 블랙 및/또는 흑연이 포함된다.
본 발명에 유용한 충전제의 예에는 실리카, 예를 들어 석영, 유리 비드, 유리 버블 및 유리 섬유; 실리케이트, 예를 들어 활석, 점토, (몬트모릴로나이트) 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 규산나트륨; 금속 황산염, 예컨대 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산알루미늄나트륨, 황산알루미늄; 석고; 질석; 목분; 알루미늄 3수화물; 카본 블랙; 산화알루미늄; 이산화티타늄; 빙정석; 치올라이트(chiolite); 및 금속 아황산염, 예를 들어, 아황산칼슘이 포함된다.
선택적으로 슈퍼사이즈 층이 사이즈 층의 적어도 일부에 적용될 수 있다. 존재하는 경우, 슈퍼사이즈는 전형적으로 연삭 보조제 및/또는 안티-로딩(anti-loading) 재료를 포함한다. 선택적인 슈퍼사이즈 층은 코팅된 연마 벨트의 절삭 능력을 극적으로 감소시킬 수 있는 연마 입자들 사이의 부스러기(작업물로부터 연마된 재료)의 축적을 방지하거나 감소시키는 역할을 할 수 있다. 유용한 슈퍼사이즈 층은 전형적으로 연삭 보조제(예를 들어, 칼륨 테트라플루오로보레이트), 지방산의 금속 염(예를 들어, 아연 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트), 포스페이트 에스테르의 염(예를 들어, 칼륨 베헤닐 포스페이트), 포스페이트 에스테르, 우레아-포름알데하이드 수지, 광유, 가교결합된 실란, 가교결합된 실리콘, 및/또는 불소 화합물을 포함한다. 유용한 슈퍼사이즈 재료는, 예를 들어 미국 특허 제5,556,437호(리(Lee) 등)에 추가로 기재되어 있다. 전형적으로, 코팅된 연마 제품에 포함되는 연삭 보조제의 양은 약 50 내지 약 400 gsm, 더 전형적으로는 약 80 내지 약 300 gsm이다. 슈퍼사이즈는 예를 들어 사이즈 층 또는 메이크 층을 제조하는 데 사용되는 것들과 같은 결합제를 함유할 수 있지만, 결합제를 전혀 갖지 않아도 된다.
연마 층이 연마 입자 및 메이크, 사이즈, 및 선택적인 슈퍼사이즈 층을 포함하는, 배킹에 고정된 연마 층을 포함하는 코팅된 연마 벨트에 관한 추가의 상세 사항은 잘 알려져 있으며, 예를 들어 미국 특허 제4,734,104호(브로버그(Broberg)); 제4,737,163호(라키(Larkey)); 제5,203,884호(부카난(Buchanan) 등); 제5,152,917호(피퍼 등); 제5,378,251호(쿨러 등); 제5,417,726호(스타우트(Stout) 등); 제5,436,063호(폴레트(Follett) 등); 제5,496,386호(브로버그 등); 제5,609,706호(베네딕트 등); 제5,520,711호(헬민(Helmin)); 제5,954,844호(로(Law) 등); 제5,961,674호(가글리아르디(Gagliardi) 등); 제4,751,138호(방지(Bange) 등); 제5,766,277호(드보에(DeVoe) 등); 제6,077,601호(드보에 등); 제6,228,133호(터버(Thurber) 등); 및 제5,975,988호(크리스찬슨(Christianson))에서 찾을 수 있다.
본 발명에 따른 코팅된 연마 벨트는 작업물을 연마하는 데 유용하다. 바람직한 작업물에는 금속(예를 들어, 알루미늄, 연강) 및 목재가 포함된다.
본 발명의 선택된 실시 형태
제1 실시 형태에서, 본 발명은 연마 벨트를 제공하며, 이 연마 벨트는
무한 벨트 배킹;
벨트 배킹 상에 배치된 연마 층을 포함하며, 연마 층의 적어도 일부는 적어도 하나의 결합제 재료에 의해 벨트 배킹의 주 표면에 고정된 연마 요소를 포함하고, 연마 요소는 직사각형 격자 패턴의 수평선과 수직선의 연속 교차점에 배치되며, 교차점의 70% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되고,
연마 요소의 각각은 2개 이상(예컨대 3개 이상, 4개 이상, 또는 5개 이상)의 삼각형 연마 소판을 갖고, 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 제1 행 내의 삼각형 연마 소판은 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 제2 행 내의 삼각형 연마 소판은 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
제1 행 및 제2 행은 수직선을 따라 반복적으로 교번한다.
제2 실시 형태에서, 본 발명은, 코팅된 연마 벨트가 길이방향 축을 갖고, x-축 선이 벨트의 길이방향 축에 대해 소정 각도로 배치되며, 각도는 40 내지 50도인, 제1 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제3 실시 형태에서, 본 발명은, 교차점의 90% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되는, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제4 실시 형태에서, 본 발명은, 제1 행 내의 삼각형 연마 소판은 수직선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 제2 행 내의 삼각형 연마 소판은 수평선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제5 실시 형태에서, 본 발명은, 연마 층이 파쇄된 연마 또는 비-연마 입자를 추가로 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제6 실시 형태에서, 본 발명은, 연마 층이 메이크 층, 및 메이크 층과 연마 요소 위에 배치된 사이즈 층을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제7 실시 형태에서, 본 발명은, 삼각형 연마 소판이 알파 알루미나를 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제8 실시 형태에서, 본 발명은, 연마 요소의 각각이 정확히 2개의 삼각형 연마 소판을 갖는, 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트를 제공한다.
제9 실시 형태에서, 본 발명은 작업물을 연마하는 방법을 제공하며, 이 방법은 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 코팅된 연마 벨트의 연마 층의 일부를 작업물과 마찰 접촉시키는 단계, 및 작업물 및 연마 물품 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 이동시켜 작업물을 연마하는 단계를 포함한다.
제10 실시 형태에서, 본 발명은 코팅된 연마 벨트를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은
경화성 메이크 층 전구체를 벨트 배킹의 주 표면 상에 배치하는 단계;
경화성 메이크 층 전구체 내에 연마 요소를 매립하는 단계로서,
연마 요소의 적어도 일부는 수평 직사각형 격자 패턴 및 수직 직사각형 격자 패턴의 연속 교차점에 인접하게 배치되며, 교차점의 70% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되고,
연마 요소의 각각은 2개 이상의 삼각형 연마 소판을 갖고, 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 제1 행 내의 삼각형 연마 소판은 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 제2 행 내의 삼각형 연마 소판은 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
제1 행 및 제2 행은 수직선을 따라 반복적으로 교번하는, 상기 단계;
경화성 메이크 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 메이크 층을 제공하는 단계;
적어도 부분적으로 경화된 메이크 층 전구체 및 삼각형 연마 소판 위에 경화성 사이즈 층 전구체를 배치하는 단계; 및
경화성 사이즈 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 사이즈 층을 제공하는 단계를 포함한다.
제11 실시 형태에서, 본 발명은, 교차점의 90% 이상에 연마 요소 중 하나가 배치되는, 제10 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제12 실시 형태에서, 본 발명은, 코팅된 연마 벨트가 길이방향 축을 갖고, x-축 선이 벨트의 길이방향 축에 대해 소정 각도로 배치되며, 각도는 40 내지 50도인, 제10 실시 형태 또는 제11 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제13 실시 형태에서, 본 방법은, 연마 요소의 제1 부분은 제1 행으로 배열되며 삼각형 연마 소판이 수평선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 연마 요소의 제2 부분은 제2 행으로 배열되며 삼각형 연마 소판이 수직선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되는, 제10 실시 형태 내지 제12 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제14 실시 형태에서, 본 발명은, 연마 층이 파쇄된 연마 또는 비-연마 입자를 추가로 포함하는, 제10 실시 형태 내지 제13 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제15 실시 형태에서, 본 발명은, 삼각형 연마 소판이 알파 알루미나를 포함하는, 제10 실시 형태 내지 제14 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
본 발명의 목적 및 이점이 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
달리 언급되지 않는 한, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.
실시예에 사용되는 재료가 하기 표 1에 보고되어 있다.
[표 1]
Figure pct00001
실시예 1
3 리터 플라스틱 용기를 470 그램(g)의 PF1, 410 g의 FIL1, 및 22 g의 물로 충전한 후에 기계적으로 혼합함으로써 메이크 수지 조성물을 제조하였다. 이어서, 제조된 메이크 수지를, 미국 플로리다주 폼파노 비치 소재의 폴 엔. 가드너 컴퍼니(Paul N. Gardner Company)로부터 입수한 10 센티미터(cm) 폭 코팅 나이프를 사용하여 75 마이크로미터 습윤 두께로 BACK 상에 코팅한 후에, 흙손을 사용하여 코팅의 상부 층을 148 그램/제곱미터(gsm)의 최종 코팅 중량으로 부드럽게 긁어냄으로써 코팅을 평활화하였다.
이어서, MIN을 TOOL1에 로딩하고, 대체로 국제특허 공개 WO 2015/100018 A1호(쿨러 등)에 따라 수지-코팅된 배킹으로 전사하였다.
이어서, 벨트 샘플을 강제 통풍 오븐 내에서 90℃ 에서 90분 동안 그리고 103℃ 에서 60분 동안 경화시켰다. 이어서, 벨트 샘플을 사이즈 코트 조성물로 코팅한 후에, 슈퍼사이즈 코트 조성물로 코팅하였다. 3 리터 플라스틱 용기를 431.5 g의 PF1, 227.5 g의 FIL1, 227.5 g의 FIL2 및 17 g의 RIO로 충전하고, 기계적으로 혼합하고, 이어서 1 ㎏의 총 중량까지 물로 희석함으로써 사이즈 코트 조성물을 제조하였다. 이어서, 제조된 사이즈 코트 조성물을 75 cm 페인트 롤러를 사용하여 482 그램/제곱미터의 커버리지율(coverage rate)로 벨트 샘플 상에 코팅하고, 생성된 생성물을 90℃ 에서 60분 동안 경화시키고, 이어서 102℃에서 8시간 더 경화시켰다. 미국 특허 제5,441,549호(헬민)의 실시예 26(21 컬럼, 10 줄에서 시작함)에 개시된 설명에 따라 슈퍼사이즈 코트 조성물을 제조하였다. 이어서, 제조된 슈퍼사이즈 코트 조성물을, 75 cm 페인트 롤러를 사용하여 424 그램/제곱미터의 커버리지로 벨트 샘플 상에 코팅하였다. 샘플을 90℃에서 30분 동안, 102℃에서 8시간 동안 그리고 109℃에서 60분 동안 경화시켰다. 경화 후에, 코팅된 연마제의 스트립을 종래의 접착제 스플라이싱 기술을 사용하여 벨트로 변환시켰다.
실시예 2
TOOL1 대신에 TOOL2를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1에 대체적으로 기재된 절차를 반복하였다.
실시예 3
TOOL1 대신에 TOOL3을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1에 대체적으로 기재된 절차를 반복하였다.
비교예 A
비교예 A는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 큐비트론 II 코트 벨트(CUBITRON II COAT BELT) 984F 등급 36+로서 입수하였다.
비교예 B
비교예 A는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 큐비트론 II 코트 벨트 784F 등급 36+로서 입수하였다.
연삭 성능 시험
실시예 1 내지 실시예 3과 비교예 A 및 비교예 B로 제조된 코팅된 연마제 샘플로부터 변환된 10.16 cm x 91.44 cm 벨트에 대해 연삭 성능 시험을 수행하였다. 작업물은 연마될 표면이 1.9 cm x 1.9 cm인 304 스테인리스강 바아(stainless steel bar)였다. 70 듀로미터 고무, 1:1의 랜드:홈 비(land-to-groove ratio)를 갖는 20.3 cm 직경의 톱니형 접촉 휠을 사용하였다. 벨트를 2750 rpm으로 작동시켰다. 작업물을 4.54 ㎏ 내지 6.8 ㎏의 수직력으로 벨트의 중심부에 적용하였다. 연마재 연삭 사이클이 완료된지 5초 후에, 작업물의 단부의 온도를 오메가(Omega) OS552-MA-6 적외선(IR) 온도계로 측정하고 기록하였다. 작업물을 온도계 센서로부터 15.2 cm(6 인치) 떨어지게 유지하였다. 15초의 연삭 후에 작업물의 중량 손실을 측정하였다. 이어서, 작업물을 냉각시키고 다시 시험하였다. 시험을 30회 사이클 후에 종료하였다. 결과가 하기 표 2 및 표 3에 보고되어 있다.
[표 2]
Figure pct00002
[표 3]
Figure pct00003
특허증을 위한 상기 출원에서의 모든 인용된 참고 문헌, 특허, 및 특허 출원은 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 출원과 포함되는 참고 문헌의 부분들 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명에서의 정보가 우선할 것이다. 당업자가 청구되는 발명을 실시할 수 있게 하기 위해 주어진 전술한 설명은, 청구범위 및 그에 대한 모든 등가물에 의해 한정되는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 무한 벨트 배킹;
    상기 벨트 배킹 상에 배치된 연마 층을 포함하며, 상기 연마 층의 적어도 일부는 적어도 하나의 결합제 재료에 의해 상기 벨트 배킹의 주 표면에 고정된 연마 요소를 포함하고, 상기 연마 요소는 직사각형 격자 패턴의 수평선과 수직선의 연속 교차점에 배치되며, 상기 교차점의 70% 이상에 상기 연마 요소 중 하나가 배치되고,
    상기 연마 요소의 각각은 2개 이상의 삼각형 연마 소판(triangular abrasive platelet)을 갖고, 상기 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 상기 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 상기 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
    상기 연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 상기 제1 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 상기 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 상기 제2 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
    상기 제1 행 및 상기 제2 행은 상기 수직선을 따라 반복적으로 교번하는, 연마 벨트(abrasive belt).
  2. 제1항에 있어서, 코팅된 연마 벨트는 길이방향 축을 갖고, x-축 선은 상기 벨트의 길이방향 축에 대해 소정 각도로 배치되며, 상기 각도는 40 내지 50도인, 코팅된 연마 벨트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 교차점의 90% 이상에 상기 연마 요소 중 하나가 배치되는, 코팅된 연마 벨트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수직선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 상기 제2 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수평선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되는, 코팅된 연마 벨트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연마 층은 파쇄된 연마 또는 비-연마 입자를 추가로 포함하는, 코팅된 연마 벨트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연마 층은 메이크(make) 층, 및 상기 메이크 층과 상기 연마 요소 위에 배치된 사이즈(size) 층을 포함하는, 코팅된 연마 벨트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 삼각형 연마 소판은 알파 알루미나를 포함하는, 코팅된 연마 벨트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 연마 요소의 각각은 정확히 2개의 삼각형 연마 소판을 갖는, 코팅된 연마 벨트.
  9. 작업물(workpiece)을 연마하는 방법으로서, 제1항에 따른 코팅된 연마 벨트의 연마 층의 일부를 상기 작업물과 마찰 접촉시키는 단계, 및 상기 작업물 및 연마 물품 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 이동시켜 상기 작업물을 연마하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 코팅된 연마 벨트를 제조하는 방법으로서,
    경화성 메이크 층 전구체를 벨트 배킹의 주 표면 상에 배치하는 단계;
    상기 경화성 메이크 층 전구체 내에 연마 요소를 매립하는 단계로서,
    상기 연마 요소의 적어도 일부는 수평 직사각형 격자 패턴 및 수직 직사각형 격자 패턴의 연속 교차점에 인접하게 배치되며, 상기 교차점의 70% 이상에 상기 연마 요소 중 하나가 배치되고,
    상기 연마 요소의 각각은 2개 이상의 삼각형 연마 소판을 갖고, 상기 삼각형 연마 소판의 각각은 3개의 측벽에 의해 서로 연결되고 이격된 각각의 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 기준으로, 90 퍼센트 이상의 상기 삼각형 연마 소판의 하나의 측벽은 상기 벨트 배킹에 면하여 근접하게 배치되고,
    상기 연마 요소의 제1 부분은 교번하는 제1 행으로 배열되며 상기 제1 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수직선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 상기 연마 요소의 제2 부분은 교번하는 제2 행으로 배열되며 상기 제2 행 내의 상기 삼각형 연마 소판은 상기 수평선의 10도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고,
    상기 제1 행 및 상기 제2 행은 상기 수직선을 따라 반복적으로 교번하는, 상기 단계;
    상기 경화성 메이크 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 메이크 층을 제공하는 단계;
    적어도 부분적으로 경화된 메이크 층 전구체 및 상기 삼각형 연마 소판 위에 경화성 사이즈 층 전구체를 배치하는 단계; 및
    상기 경화성 사이즈 층 전구체를 적어도 부분적으로 경화시켜 사이즈 층을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 교차점의 90% 이상에 상기 연마 요소 중 하나가 배치되는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 코팅된 연마 벨트는 길이방향 축을 갖고, x-축 선은 상기 벨트의 길이방향 축에 대해 소정 각도로 배치되며, 상기 각도는 40 내지 50도인, 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 연마 요소의 제1 부분은 제1 행으로 배열되며 상기 삼각형 연마 소판이 상기 수평선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되고, 상기 연마 요소의 제2 부분은 제2 행으로 배열되며 상기 삼각형 연마 소판이 상기 수직선의 5도 이내에 길이방향으로 정렬되어 배치되는, 방법.
  14. 제10항에 있어서, 연마 층은 파쇄된 연마 또는 비-연마 입자를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 삼각형 연마 소판은 알파 알루미나를 포함하는, 방법.
KR1020217017532A 2018-11-15 2019-11-14 코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법 KR20210089728A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862767888P 2018-11-15 2018-11-15
US62/767,888 2018-11-15
PCT/IB2019/059796 WO2020100084A1 (en) 2018-11-15 2019-11-14 Coated abrasive belt and methods of making and using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210089728A true KR20210089728A (ko) 2021-07-16

Family

ID=68655590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217017532A KR20210089728A (ko) 2018-11-15 2019-11-14 코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220001516A1 (ko)
EP (1) EP3880405A1 (ko)
JP (1) JP2022507498A (ko)
KR (1) KR20210089728A (ko)
CN (1) CN113039044A (ko)
BR (1) BR112021009464A2 (ko)
WO (1) WO2020100084A1 (ko)

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1910444A (en) 1931-02-13 1933-05-23 Carborundum Co Process of making abrasive materials
US3041156A (en) 1959-07-22 1962-06-26 Norton Co Phenolic resin bonded grinding wheels
US4314827A (en) 1979-06-29 1982-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral
US4623364A (en) 1984-03-23 1986-11-18 Norton Company Abrasive material and method for preparing the same
CA1266569A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
CA1266568A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
CA1254238A (en) 1985-04-30 1989-05-16 Alvin P. Gerk Process for durable sol-gel produced alumina-based ceramics, abrasive grain and abrasive products
US4652275A (en) 1985-08-07 1987-03-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Erodable agglomerates and abrasive products containing the same
US4770671A (en) 1985-12-30 1988-09-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and yttrium, method of making and using the same and products made therewith
US4751138A (en) 1986-08-11 1988-06-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive having radiation curable binder
US4799939A (en) 1987-02-26 1989-01-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Erodable agglomerates and abrasive products containing the same
US4881951A (en) 1987-05-27 1989-11-21 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and rare earth metal, method of making and products made therewith
CH675250A5 (ko) 1988-06-17 1990-09-14 Lonza Ag
US5011508A (en) 1988-10-14 1991-04-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shelling-resistant abrasive grain, a method of making the same, and abrasive products
YU32490A (en) 1989-03-13 1991-10-31 Lonza Ag Hydrophobic layered grinding particles
US4997461A (en) 1989-09-11 1991-03-05 Norton Company Nitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
US5085671A (en) 1990-05-02 1992-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of coating alumina particles with refractory material, abrasive particles made by the method and abrasive products containing the same
CA2054554A1 (en) 1990-11-14 1992-05-15 Chong Soo Lee Coated abrasive having an overcoating of an epoxy resin coatable from water and a grinding aid
US5378251A (en) 1991-02-06 1995-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles and methods of making and using same
US5152917B1 (en) 1991-02-06 1998-01-13 Minnesota Mining & Mfg Structured abrasive article
US5316812A (en) 1991-12-20 1994-05-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive backing
CA2116686A1 (en) 1991-12-20 1993-07-08 Harold Wayne Benedict A coated abrasive belt with an endless, seamless backing and method of preparation
US5203884A (en) 1992-06-04 1993-04-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article having vanadium oxide incorporated therein
RU95105160A (ru) 1992-07-23 1997-01-10 Миннесота Майнинг энд Мануфакчуринг Компани (US) Способ приготовления абразивной частицы, абразивные изделия и изделия с абразивным покрытием
US5201916A (en) 1992-07-23 1993-04-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shaped abrasive particles and method of making same
US5366523A (en) 1992-07-23 1994-11-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article containing shaped abrasive particles
US5213591A (en) 1992-07-28 1993-05-25 Ahmet Celikkaya Abrasive grain, method of making same and abrasive products
US5435816A (en) 1993-01-14 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making an abrasive article
CA2115889A1 (en) 1993-03-18 1994-09-19 David E. Broberg Coated abrasive article having diluent particles and shaped abrasive particles
US5436063A (en) 1993-04-15 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article incorporating an energy cured hot melt make coat
US5441549A (en) 1993-04-19 1995-08-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles comprising a grinding aid dispersed in a polymeric blend binder
EP0720520B1 (en) 1993-09-13 1999-07-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article, method of manufacture of same, method of using same for finishing, and a production tool
ATE240188T1 (de) 1994-09-30 2003-05-15 Minnesota Mining & Mfg Beschichteter schleifgegenstand und verfahren zu seiner herstellung
US5578096A (en) 1995-08-10 1996-11-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making a spliceless coated abrasive belt and the product thereof
US5975987A (en) 1995-10-05 1999-11-02 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for knurling a workpiece, method of molding an article with such workpiece, and such molded article
DE69622734T2 (de) 1995-10-20 2003-04-24 Minnesota Mining & Mfg Schleifmittel mit anorganischem metallischen orthophosphat
JP2000509745A (ja) 1996-05-08 2000-08-02 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー 目詰まり防止成分を含む研磨物品
US5766277A (en) 1996-09-20 1998-06-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article and method of making same
US5946991A (en) 1997-09-03 1999-09-07 3M Innovative Properties Company Method for knurling a workpiece
US5914299A (en) * 1997-09-19 1999-06-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles including a polymeric additive
US6077601A (en) 1998-05-01 2000-06-20 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article
US6228133B1 (en) 1998-05-01 2001-05-08 3M Innovative Properties Company Abrasive articles having abrasive layer bond system derived from solid, dry-coated binder precursor particles having a fusible, radiation curable component
JP4248167B2 (ja) * 2001-08-08 2009-04-02 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ 研削砥石
US20060286884A1 (en) * 2003-05-22 2006-12-21 Stephane Thioliere Wiping articles having a scouring surface
US7134953B2 (en) 2004-12-27 2006-11-14 3M Innovative Properties Company Endless abrasive belt and method of making the same
US8038750B2 (en) * 2007-07-13 2011-10-18 3M Innovative Properties Company Structured abrasive with overlayer, and method of making and using the same
BRPI0821437B1 (pt) 2007-12-27 2019-01-22 3M Innovative Properties Co método de fabricar uma pluralidade de cacos abrasivos e artigo abrasivo
US8123828B2 (en) 2007-12-27 2012-02-28 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive shards, shaped abrasive particles with an opening, or dish-shaped abrasive particles
US8142532B2 (en) 2008-12-17 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles with an opening
US8142891B2 (en) 2008-12-17 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Dish-shaped abrasive particles with a recessed surface
US8142531B2 (en) 2008-12-17 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles with a sloping sidewall
CN102666017B (zh) 2009-12-02 2015-12-16 3M创新有限公司 双锥形成形磨粒
CN102858496B (zh) 2010-04-27 2016-04-27 3M创新有限公司 陶瓷成形磨粒及其制备方法以及包含陶瓷成形磨粒的磨具制品
BR112013001831B8 (pt) 2010-08-04 2021-05-04 3M Innovative Properties Co partículas abrasivas formatadas
CN103328157B (zh) * 2011-02-16 2017-03-22 3M创新有限公司 具有旋转对齐的成形陶瓷磨粒的带涂层磨料制品
CA2907372C (en) * 2013-03-29 2017-12-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
CN105102158B (zh) 2013-04-05 2018-03-23 3M创新有限公司 烧结磨料颗粒、其制备方法以及包含烧结磨料颗粒的磨料制品
JP6545173B2 (ja) 2013-12-23 2019-07-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー コーティングされた研磨物品を製造する方法
WO2015100018A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 3M Innovative Properties Company Abrasive particle positioning systems and production tools therefor
US10493596B2 (en) * 2014-08-21 2019-12-03 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article with multiplexed structures of abrasive particles and method of making

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022507498A (ja) 2022-01-18
EP3880405A1 (en) 2021-09-22
US20220001516A1 (en) 2022-01-06
BR112021009464A2 (pt) 2021-08-10
CN113039044A (zh) 2021-06-25
WO2020100084A1 (en) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111372726B (zh) 涂覆磨盘及其制备和使用方法
EP3713712B1 (en) Coated abrasive disc and methods of making and using the same
US20210370473A1 (en) Coated abrasive disc and methods of making and using the same
US20200398402A1 (en) Coated abrasive disc and methods of making and using the same
EP3713714B1 (en) Coated abrasive disc and methods of making and using the same
CN106163743B (zh) 磨粒和包含磨粒的磨料制品
US20220016747A1 (en) Coated abrasive articles and methods of making coated abrasive articles
US20230061952A1 (en) Coated abrasive articles
KR20210089728A (ko) 코팅된 연마 벨트 및 그의 제조 및 사용 방법
WO2020099969A1 (en) Coated abrasive belt and methods of making and using the same