KR20210124337A

KR20210124337A - 연마 물품

Info

Publication number: KR20210124337A
Application number: KR1020217027956A
Authority: KR
Inventors: 제이미 에이 마르티네즈; 캐롤린 이 모렐; 준팅 리; 마이클 제이 안넨; 데보라 제이 에일러즈; 다니엘 에이 빌리그; 카를로스 에이 바리오스; 모니카 이 프렌트; 빅토르 에이 카르데나스; 유양 리우; 드와이트 디 에릭슨; 브라이언 지 쾨테; 앤 엠 호킨스; 징 장
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-10-14
Also published as: JP2022519879A; BR112021015764A2; WO2020165709A1; US20220152783A1; JP7466556B2; EP3924150A1; MX2021009576A; CN113423536A

Abstract

본 발명은, 스트랜드(strand)들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함하는 천 기재(fabric substrate); 천 기재에 접합된 라미네이트; 천 기재 반대편의 라미네이트에 접합된 경화된 수지 조성물; 경화된 수지 조성물에 접합된 연마 입자; 및 천 기재 내의 제1 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간을 포함하는 연마 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 연마 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

연마 물품

건식 샌딩(dry sanding) 작업은 상당한 양의 공기중 분진(airborne dust)을 발생시키는 것이 매우 일반적이다. 이러한 공기중 분진을 최소화하기 위하여, 연마 디스크를 통해, 디스크의 연마 면으로부터 후면을 통해, 그리고 분진-수집 시스템 내로 진공을 흡인하면서 공구 상에 연마 디스크를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 목적상, 이러한 분진 추출을 용이하게 하기 위해, 그 내부로 구멍을 낸 다수의 연마재가 이용가능하다. 연마 디스크에 분진-추출 구멍을 내는 것에 대한 대안으로서, 루프가 연마 물품의 후면으로 편직되는 네트형(net-type) 편물 배킹의 섬유 상에 연마재가 코팅된 시판 제품이 존재한다. 루프는 공구에 대한 부착을 위한 후크-루프(hook-and-loop) 부착 시스템의 루프 부분으로서 역할을 한다. 네트형 제품은, 전통적인 연마재를 심하게 로딩하는 것으로 알려진 기재(substrate)와 함께 사용될 때, 우수한 분진 추출 및/또는 로딩 방지(anti-loading) 특성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 절삭 및/또는 수명 성능은 여전히 부족하다. 따라서, 우수한 분진 추출을 나타내면서 향상된 절삭 및/또는 수명 성능을 제공하는 네트형 제품이 필요하다.

도면은 일반적으로 본 명세서에서 논의되는 다양한 실시 형태를 제한으로서가 아니라 예로서 예시한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 연마 물품의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 연마 물품의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 연마 물품의 단계적 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 연마 물품의 일부분의 측단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 연마 물품의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 형태의 페놀 수지에 대한 온도의 함수로서의 점도의 플롯이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 형태의 페놀 수지에 대한 온도의 함수로서의 점도의 플롯이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 형태의 페놀 수지에 대한 전단율의 함수로서의 점도의 플롯이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 연마 물품의 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 열 활성화 접착제로 제조된 연마 물품의 근접도(close-up view)이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법의 단계들을 예시한다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 제조된 연마 물품의 근접도를 예시한다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 따른 연마 물품의 예시적인 설계를 예시한다.
도 17 내지 도 19는 형상화된 응집된 연마 구조물을 갖는 연마 물품을 제조하는 다른 방법의 예를 예시한다.
도 20, 도 24 및 도 26은 본 발명의 실시 형태에 따른 다양한 패턴의 연마 층을 갖는 연마 물품의 사시도이다.
도 21, 도 25 및 도 27은 각각 도 20, 도 24 및 도 26에 도시된 연마 물품의 평면도이다.
도 22 및 도 28은 각각 도 20 및 도 26에 도시된 연마 물품의 하부도이다.
도 23 및 도 29는 각각 도 20 및 도 26에 도시된 연마 물품의 측면도이다. 도시된 측면도는 이러한 도면들이 서로의 거울 이미지이기 때문에, 정면도 및 후면도를 나타내는 것으로 간주될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 예가 당업자에 의해 안출될 수 있음을 이해하여야 한다. 도면은 일정한 축척으로 작성되지 않을 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시 형태는 네트형 배킹 상의 연마재의 분진-추출 이점을 유지할 뿐만 아니라 통상적인 연마재의 연마 성능(절삭 및/또는 수명) 이점을 나타내는 연마 물품에 관한 것이다. 이점들(분진 추출과 절삭 및/또는 수명)의 이러한 조합은, 본 명세서에 기재된 연마 물품의 구성이 연마 코팅의 잘 한정된 영역뿐만 아니라 어떠한 연마 코팅도 없는 개방 영역을 형성하도록 천-배킹된(fabric-backed) 라미네이트 상에 연마재를 패턴-코팅하는 것을 가능하게 하기 때문에 가능하다. 따라서, 패턴화된 연마 영역은 천(fabric) 기재 상에 존재하는 임의의 패턴과 독립적으로, 연마 성능 및 분진 추출 둘 모두를 최적화하도록 설계될 수 있다.

도 1은 부호 100으로 지칭되는 연마 물품의 일 예의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 스트랜드(strand)들 사이에 제1 공극 공간(270)을 형성하는 스트랜드를 포함하는 천 기재(110)(도 2 참조); 및 천 기재(110)에 접합된 라미네이트를 포함하는 연마 층(120); 천 기재(110) 반대편의 라미네이트에 접합된 수지; 수지에 접합된 연마 입자; 및 천 기재(110) 내의 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 공극 공간을 포함한다. 천 기재(110) 내의 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 공극 공간은, 예를 들어, 0.1 L/s 이상(예를 들어, 0.2 L/s 이상, 0.4 L/s 이상, 0.6 L/s 이상, 1 L/s 이상; 또는 약 0.1 L/s 내지 약 1 L/s, 약 0.25 L/s 내지 약 0.75 L/s, 약 0.5 L/s 내지 약 1 L/s, 약 1 L/s 내지 약 2 L/s, 약 1.5 L/s 또는 약 3 L/s)의 유량의 물품(100)을 통한 공기 유동을 허용하여, 사용 중일 때, 연마되는 표면으로부터 연마 물품을 통해 분진이 제거될 수 있다.

도 1은 연마 층(120)에 의해 생성될 수 있는 비교적 간단한 패턴을 도시한다. 그러나, 구상가능한 패턴은 많다. 예를 들어, 연마 층(120) 내에 다양한 패턴을 갖는 연마 물품(100)이 도 11 내지 도 22에 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 연마 층(120)은 연마 물품(100)의 표면을 가로질러 반복될 수 있거나 반복되지 않을 수 있는 복수의 패턴 요소(121)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 요소(121)는 하나 이상의 하위 요소로 구성될 수 있다. 동일한 연마 물품 내의 상이한 패턴 요소(121)에는 주어진 응용에 요구되는 대로 동일하거나 상이한 연마 입자(250) 또는 다른 첨가제(예를 들어, 상이한 연마 등급, 연마 입자(250)의 블렌드, 충전제, 연삭 보조제 등)가 제공될 수 있다. 도시된 물품은 원형 디스크의 형태로 제시되어 있지만, 연마 물품은 임의의 형태(예를 들어, 시트 또는 벨트)를 취할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 도 11 내지 도 22는 단지 연마 층(120)의 예시적인 패턴을 도시하도록 의도되며, 따라서 연마 물품의 다른 상세 사항(예를 들어, 천 기재(110)의 상세 사항)은 도시되어 있지 않다.

도 2는 화살표의 방향으로 바라보는 도 1의 선 2-2에서 취한 부호 100으로 지칭되는 연마 물품의 단면을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 스트랜드(260)들 사이에 제1 공극 공간(270)을 형성하는 스트랜드(260)를 포함하는 천 기재(110); 천 기재(110)에 접합된 라미네이트(230); 천 기재(110) 반대편의 라미네이트(230)에 접합된 경화된 수지 조성물(240)(예를 들어, 페놀 수지의 경화물); 경화된 수지 조성물(240)에 접합된 연마 입자(250); 및 천 기재(110) 내의 제1 공극 공간(270)과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간(280)을 포함한다. 일부 경우에, 천 기재(110)는 라미네이트(230A)에 접합된 경화된 수지 조성물(240)을 포함하지 않는 라미네이트(230A)를 포함한다.

연마 입자(250)는 경화된 수지 조성물(240) 내에 적어도 부분적으로 매립된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 부분적으로 매립된"은 일반적으로 연마 입자의 적어도 일부분이 경화된 수지 조성물 내에 매립되어 연마 입자가 경화된 조성물 내에 고정됨을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 연마 입자(250)는 슬러리 조성물의 형태로 라미네이트(230) 상에 함께 코팅된다. 선택적으로 연마 입자(250)는 수지(240A)가 경화되기 전에 자기장의 영향에 의해 배향될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 소유된 PCT 공개 제2018/080703호, 제2018/080756호, 제2018/080704호, 제2018/080705호, 제2018/080765호, 제2018/080784호, 제2018/136271호, 제2018/134732호, 제2018/080755호, 제2018/080799호, 제2018/136269호, 제2018/136268호를 참조한다. 일부 다른 실시 형태에서, 연마 입자(250)는 선택적으로 연마 입자의 제어된 배향 및 배치를 위한 공구를 사용하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 소유된 PCT 공개 제2012/112305호, 제2015/100020호, 제2015/100220호, 제2015/100018호, 제2016/028683호, 제2016/089675호, 제2018/063962호, 제2018/063960호, 제2018/063958호, 제2019/102312호, 제2019/102328호, 제2019/102329호, 제2019/102330호, 제2019/102331호, 제2019/102332호, 제2016/205133호, 제2016/205267호, 제2017/007714호, 제2017/007703호, 제2018/118690호, 제2018/118699호, 제2018/118688호, 미국 특허 출원 공개 제2019-0275641호, 및 미국 가특허 출원 제62/751097호, 제62/767853호, 제62/767888호, 제62/780987호, 제62/780988호, 제62/780994호, 제62/780998호, 제62/781009호, 제62/781021호, 제62/781037호, 제62/781043호, 제62/781057호, 제62/781072호, 제62/781077호, 제62/781082호, 제62/825938호, 제62/781103호를 참조한다.

도 2 및 도 10을 참조하면, 연마 물품(100)은 라미네이트(230)에 접합된 제1 면(210); 및 제1 면(210) 반대편의 제2 면(212)을 포함한다. 제2 면(212)은 2-파트 후크-루프 부착 시스템(213)의 하나의 파트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10은 2-파트 후크-루프 부착 시스템의 파트를 루프 층(213)으로서 도시한다.

도 3은 도 1에 도시된 연마 물품(100)을 단계적 방식으로 구성할 수 있는 하나의 방법의 예를 도시한다.

제1 단계에서, 라미네이트(230)는 스트랜드(260)들 사이에 제1 공극 공간(270)을 형성하는 스트랜드(260)를 포함하는 천 기재(110)에 접합된다. 라미네이트(230)는, 먼저 적합한 접착제 층(도시되지 않음)을 기재(110) 상에 적용한 후에, 라미네이트(230)를 적용하는 것; 천 기재(110) 상에 라미네이트 재료를 용융시키는 것; 라미네이트(230)를 천 기재(110) 상에 인쇄하는 것; 또는 라미네이트(230)를 천 기재(110)에 접합시키기 위한 임의의 전술한 방법들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 수단에 의해 천 기재(110)에 접합될 수 있다. 라미네이트(230)는 무엇보다도 미경화(또는 부분 경화된) 수지 조성물(240A)을 위한 실질적으로 편평한 착지(landing)를 제공하도록 기능하여, 라미네이트(230) 상에 침착된 미경화 수지 조성물(240A)이 표면 상에 남아 있고, 예를 들어 천 기재(110)의 스트랜드(260)들 사이의 공간(270) 내로 이동할 기회를 갖지 않는다.

제2 단계에서, 미경화 수지 조성물(240A)은 천 기재(110) 반대편의 라미네이트(230)에 접합된다. 미경화 수지 조성물(240A)은 (회전) 스텐실/스크린 인쇄 롤, 플랫베드(flatbed) 스크린/스텐실 인쇄를 사용하는 것, 또는 미경화 수지 조성물(240A)을 라미네이트(230) 상에 직접 인쇄하는 것, 또는 미경화 수지 조성물(240A)을 천 기재(110) 반대편의 라미네이트(230)에 접합시키기 위한 2가지 이상의 적합한 방법(예를 들어, 압출 다이 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 그라비어 코팅, 및 분무 코팅)의 조합을 포함하는 임의의 적합한 수단에 의해 라미네이트(230)에 접합될 수 있다.

제3 단계에서, 연마 입자(250)는 낙하(drop) 방법, 정전기 방법, 자기적 방법, 및 다른 기계적 광물 코팅 방법을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 미경화 수지 조성물(240A)에 접합된다. 예를 들어, 연마 입자(250)는 단순히 연마 입자(250)를 미경화 수지 조성물(240A) 상으로 낙하시킴으로써; 연마 입자(250)를 미경화 수지 조성물(240A) 상에 정전기적으로 침착시킴으로써; 또는 연마 입자(250)를 미경화 수지 조성물(240A)에 접합시키기 위한 둘 이상의 적합한 방법의 조합을 사용함으로써 미경화 수지 조성물(240A) 상에 침착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 선택적으로 연마 입자(250)는, 앞서 나타낸 바와 같이, 수지(240A)가 경화되기 전에 자기장의 영향 하에서 배향될 수 있다.

제4 단계에서, 미경화 수지 조성물(240A)이 경화되고, 이러한 방식으로 연마 입자(250)는 경화된 수지 조성물(240) 내에 적어도 부분적으로 매립되고 실질적으로 영구적으로 부착된다. 미경화 수지 조성물(240A)은 열 경화, 광화학적 경화, 수분 경화, 또는 둘 이상의 경화 메커니즘의 조합을 포함하는 임의의 적용가능한 경화 메커니즘에 의해 경화되어 경화된 수지(240)를 형성할 수 있다. 그러나, 미경화 수지 조성물(240A)이 가열을 포함하지 않는 임의의 수단에 의해 경화되는 경우, 스트랜드(260)들 사이의 공극 공간(270)으로부터 멀리 라미네이트(230)를 이동시키기 위해 제5 단계(도시되지 않음)가 필요할 수 있다.

경화 공정 동안, 경화된 수지 조성물(240)로 덮이지 않은 라미네이트(230)의 적어도 일부분이 스트랜드(260)들 사이의 제1 공극 공간(270)으로부터 멀리 이동하여, 제1 공극 공간(270)과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간(280)을 개방한다. 따라서, 라미네이트(230)는 제1 공극 공간(270) 위에 경화된 수지 조성물(240)이 없을 때 제1 공극 공간(270)을 피한다. 더욱이, 라미네이트(230)는 제1 공극 공간(270) 위에 경화된 수지 조성물(240)이 있을 때 제1 공극 공간(270)을 덮는다. 경화된 수지 조성물(240)은 제1 공극 공간(270) 위의 라미네이트(230)를 지지한다.

도 3은 도 1에 도시된 연마 물품(100)이 단계적 방식으로 구성될 수 있는 하나의 방법의 예를 도시하지만, 본 명세서에 기재된 단계들 중 하나 이상이 단일 단계로 수행될 수 있거나, 또는 소정 단계들이 도 3에 도시된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있는 방법이 또한 고려된다. 예를 들어, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)을 먼저 라미네이트(230)에 접합/침착시켜 제1 복합재를 형성할 수 있다. 이어서, 미경화 또는 부분 경화된 수지(240A) 및 라미네이트(230)를 포함하는 제1 복합재를 단일 단계로 천 기재(110)에 접합시킨 후에, 단계 3 및 단계 4가 이어질 수 있다. 대안적으로, 라미네이트(230) 및 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)을 천 기재(110) 상에 동시-침착시킨(예를 들어, 공압출한) 후에, 이어서 단계 3 및 단계 4가 이어질 수 있다. 또 다른 대안에서, 연마 입자(250)를 먼저 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)과 접합시켜 제2 복합재를 형성할 수 있다. 이러한 경우에, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)을 제거가능한 라이너 상에 먼저 접합/침착시킬 수 있다. 이어서, 연마 입자(250)를 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A) 상에 접합/침착시켜 제2 복합재를 형성할 수 있다. 이어서, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)과 접합된 연마 입자(250)를 포함하는 제2 복합재를 라미네이트(230)에 접합/침착시켜 제3 복합재를 제조할 수 있다. 이어서, 결국 라미네이트(230)에 접합된 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)과 접합된 연마 입자(250)를 포함하는 제3 복합재를 단일 단계로 천 기재(110)에 접합시킨 후에, 단계 3 및 단계 4가 이어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4i는 경화된 수지 조성물(240)에 의해 덮이지 않은 라미네이트(230)가 스트랜드(260)들 사이의 제1 공극 공간(270)으로부터 멀리 이동할 때 발생할 수 있는 다양한 변형(permutation)(총망라한 것은 아님)을 도시한다. 예를 들어, 라미네이트(230)는 스트랜드(260) 주위를 적어도 부분적으로 감싸서 제2 공극 공간(280)을 생성하며, 따라서 도 4b, 도 4d, 도 4f, 도 4g, 도 4h 및 도 4i에 도시된 바와 같이 제1 공극 공간(270)을 개방된 채로 남겨 둘 수 있다. 그러한 경우에, 라미네이트(230)는 오직 스트랜드(260) 위에 연장되며, 제1 공극 공간(270) 위에는 연장되지 않는다. 그리고, 일부 경우에, 라미네이트(230)는 도 4i에 도시된 바와 같이 일부 스탠드(260)는 감싸고 다른 스트랜드는 감싸지 않을 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 모든 특징부(이는 간결함을 위해 다시 논의되지는 않을 것임)뿐만 아니라 제2 공극 공간(280)과 부합하는 사이즈 코트(size coat) 공극 공간(520)을 갖는 사이즈 코트(510)를 포함하는, 부호 200으로 지칭되는 연마 물품의 일 예를 도시한다. 도 6은 도 5에 도시된 모든 특징부(이는 간결함을 위해 다시 논의되지는 않을 것임)뿐만 아니라 사이즈 코트 공극 공간(520) 및 제2 공극 공간(280)과 부합하는 수퍼사이즈 코트(supersize coat) 공극 공간(620)을 갖는 수퍼사이즈 코트(610)를 포함하는, 부호 300으로 지칭되는 연마 물품의 일 예를 도시한다.

본 명세서에 기재된 층 구성은 총망라하고자 하는 것이 아니며, 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예와 관련하여 층이 추가되거나 제거될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

라미네이트(230)의 속성은 또한 비제한적이다. 일반적으로, 라미네이트(230)는, 미경화(또는 부분 경화된) 수지 조성물(240A)을 위한 실질적으로 편평한 착지를 제공하여, 라미네이트(230) 상에 침착된 미경화 수지 조성물(240A)이 표면 상에 남아 있고, 예를 들어 천 기재(110)의 스트랜드(260)들 사이의 공간(270) 내로 이동할 기회를 갖지 않도록 하지만; 동시에, 예를 들어 경화된 수지 조성물(240)을 형성하는 경화 공정 동안 스트랜드(260)들 사이의 공극 공간(270)으로부터 멀리 이동하여, 제1 공극 공간(270)과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간(280)을 개방하는 임의의 재료(예를 들어, 부직 또는 직조 웨브 또는 필름)일 수 있다. 라미네이트(230)에 적합한 재료는 폴리에스테르 고온-용융 가능한 재료(예를 들어, 미국 위스콘신주 와우와토사 소재의 보스틱(Bostik)으로부터 입수가능한 PE85 폴리에스테르 핫 멜트 웨브 접착제(Polyester Hot Melt Web Adhesive))를 포함하는 고온-용융 가능한 재료를 포함한다. 라미네이트(230)는 예를 들어 연속적인 비-개구형성된 시트의 형태로 제공될 수 있거나, 또는 패턴 요소(121)에 인접하거나 이를 둘러싸는 영역에 개구가 제공되게 된 연속적인 개구형성된 시트로서 제공될 수 있다. 어느 경우에든, 라미네이트는 미경화(또는 부분 경화된) 수지 조성물(240A)을 위한 실질적으로 편평한 착지를 제공한다.

본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태의 연마 물품은 천 기재(110)를 포함한다. 천 기재(110)는 코팅된 연마 물품을 제조하기 위한 당업계에 공지된 다수의 재료 중 임의의 것으로부터 구성될 수 있다. 반드시 그렇게 제한되지는 않지만, 천 기재(110)는 두께가 0.02 밀리미터 이상, 0.03 밀리미터 이상, 0.05 밀리미터, 0.07 밀리미터 이상, 또는 0.1 밀리미터일 수 있다. 배킹은 두께가 5 밀리미터 이하, 4 밀리미터 이하, 2.5 밀리미터 이하, 1.5 밀리미터 이하, 또는 0.4 밀리미터 이하일 수 있다.

천 기재(110)는 가요성일 수 있으며, 공극 공간(예컨대, 스트랜드(260)들 사이의 공극 공간(270))을 가져서 다공성이다. 천 기재(110)를 제조할 수 있는 가요성 재료는 클로스(cloth)(예를 들어, 직조, 편직 또는 스티치 본딩될 수 있는, 폴리에스테르, 나일론, 실크, 면, 및/또는 레이온을 포함하는 섬유 또는 얀(yarn)으로부터 제조된 클로스) 및 스크림(scrim)을 포함한다. 천 기재(110)는 루프 배킹을 포함할 수 있다.

본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태의 연마 물품의 연마 층은 경화성 조성물(예를 들어, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A))로부터 제조된다. 따라서, 일부 경우에, 본 명세서는 경화된 조성물(예를 들어, 경화된 수지 조성물(240)) 또는 미경화 조성물(예를 들어, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A))을 언급하며, 여기서 경화된 조성물은 연마 층(120)과 동의어이다.

경화된 수지 조성물(240)로 전환되는, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)의 속성은 비제한적이다. 예를 들어, 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)은 연마 층(120)을 형성하도록 경화될 수 있는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 연마 층(120)을 형성하기에 적합한 재료는 페놀 수지(예를 들어, 캐나다 온타리오주 미시소가 소재의 아르클린(Arclin)으로부터의 프레페레(PREFERE) 80 5077A)를 포함한다. 적합한 페놀 수지는 일반적으로 페놀 또는 알킬화 페놀(예컨대 크레졸)과 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 페놀계 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.

경화된 수지 조성물(240)로 전환되는 미경화 또는 부분 경화된 수지 조성물(240A)은 폴리우레탄 분산물, 예를 들어, 지방족 및/또는 방향족 폴리우레탄 분산물을 포함하는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 분산물은 폴리카르보네이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 또는 폴리에테르 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 폴리우레탄은 단일중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.

구매가능한 폴리우레탄 분산물의 예에는 미국 매사추세츠주 윌밍턴 소재의 디에스엠 네오 레진, 인크.(DSM Neo Resins, Inc.)로부터 네오레즈(NEOREZ) R-960, 네오레즈 R-966, 네오레즈 R-967, 네오레즈 R-9036, 및 네오레즈 R-9699로 입수가능한 수성 지방족 폴리우레탄 에멀젼; 미국 위스콘신주 머톤 소재의 에센셜 인더스트리즈, 인크.(Essential Industries, Inc.)로부터 에센셜 CC4520, 에센셜 CC4560, 에센셜 R4100, 및 에센셜 R4188로 입수가능한 수성 음이온성 폴리우레탄 분산물; 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 루브리졸, 인크.(Lubrizol, Inc.)로부터 샌큐어(SANCURE) 843, 샌큐어 843, 샌큐어 898, 및 샌큐어 12929로 입수가능한 폴리에스테르 폴리우레탄 분산물; 루브리졸, 인크.로부터 터보세트(TURBOSET) 2025로 입수가능한 수성 지방족 자기-가교결합 폴리우레탄 분산물; 및 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘 머티리얼 사이언스, 엘엘씨(Bayer Material Science, LLC)로부터 베이하이드롤(BAYHYDROL) PR240으로 입수가능한 수성 음이온성, 무-공용매, 지방족 자가-가교결합 폴리우레탄 분산물이 포함된다.

추가의 적합한 구매가능한 수성 폴리우레탄 분산물에는 하기가 포함된다:

1) 점도가 50 내지 500 mPa·s의 범위(ISO 1652에 따름, 브룩필드(Brookfield) RVT 스핀들 1/rpm 20/인자 5)이고, 파단신율이 약 200%이고, 경화 후 쾨니히(Koenig) 경도가 약 65 내지 70초인, 독일 크레펠트 소재의 알베르딩크 볼레이 게엠베하(Alberdingk Boley GmbH)로부터 입수가능한 무용매 지방족 폴리카르보네이트 폴리우레탄 분산물인 알베르딩크(Alberdingk) U 6150;

2) 점도가 20 내지 200 mPa·s의 범위(ISO 2555에 따름, 브룩필드 RVT 스핀들 1/rpm 50/인자 2)이고, 파단신율이 약 500%이고, 경화 후 쾨니히 경도가 약 45초인, 독일 크레펠트 소재의 알베르딩크 볼레이 게엠베하로부터 입수가능한, 유리 아이소시아네이트 기가 없는 지방족 폴리카르보네이트 폴리우레탄의 수성, 무용매, 콜로이드성, 저점도 분산물인 알베르딩크 U 6800;

3) 점도가 20 내지 200 mPa·s(ISO 1652에 따름, 브룩필드 RVT 스핀들 1/rpm 50/인자 2)이고, 파단신율이 약 300%이고, 경화 후 쾨니히 경도가 약 50초인, 독일 크레펠트 소재의 알베르딩크 볼레이 게엠베하로부터 입수가능한, 유리 아이소시아네이트 기가 없는 지방족 폴리에스테르-폴리우레탄의 수성, 콜로이드성, 음이온성 저점도 분산물인 알베르딩크 U 6100;

4) 점도가 20 내지 200 mPa·s(ISO 1652에 따름, 브룩필드 RVT 스핀들 1/rpm 20/인자 5)이고, 파단신율이 약 20 내지 50%이고, 경화 후 쾨니히 경도가 약 100 내지 130초인, 독일 크레펠트 소재의 알베르딩크 볼레이 게엠베하로부터 입수가능한 무용매 지방족 폴리에스테르 폴리우레탄 분산물인 알베르딩크 U9800; 및

5) 미국 코네티컷주 미들버리 소재의 켐투라(Chemtura)로부터 입수가능한, 블로킹된 아이소시아네이트 경화 부위를 갖는 액체 우레탄 탄성중합체인 아디프렌(Adiprene) BL16.

일반적으로 경화성 조성물뿐만 아니라 폴리우레탄 분산물을 위한 선택적인 첨가제에는 유동학적 개질제, 소포제, 수계 라텍스 및 가교결합제가 포함되며, 이는 수성 폴리우레탄 분산물에 첨가될 수 있다. 적합한 가교결합제에는, 예를 들어, 다작용성 아지리딘, 메톡시메틸올화 멜라민, 우레아 수지, 카르보다이이미드, 폴리아이소시아네이트 및 블로킹된 아이소시아네이트가 포함된다. 수성 폴리우레탄 분산물, 페놀 수지, 또는 이들의 조합의 제형을 희석시키기 위해 추가의 물이 또한 첨가될 수 있다. 경화성 조성물은, 예를 들어 수성 폴리우레탄 분산물 및 수계 라텍스로부터 제조될 수 있다.

수성 폴리우레탄 분산물은 약 20%, 10%, 5% 또는 2% 미만의 유기 용매를 함유한다. 구체적인 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물에는 유기 용매가 실질적으로 없다. 일부 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물은 약 7%, 15%, 또는 20% 이상의 고형물, 및 약 50% 또는 60% 이하의 고형물을 포함하는 것으로 밝혀졌다. 수성 폴리우레탄 분산물은 약 80%, 85%, 또는 93% 이하의 물을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물은 ASTM 4366-16에 따라 측정할 때 약 30초 이상 약 200초 이하의 쾨니히 경도를 갖는 필름을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 일부 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물은 표면 장력이 물의 표면 장력의 약 50% 이상이고 물의 표면 장력의 약 300% 이하인 것으로 밝혀졌다. 그리고 일부 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물은 점도가 약 10 mPa s 이상 내지 약 600 mPa s 이하일 수 있거나, 또는 물의 점도의 약 70%, 80% 또는 90% 이상이고 물의 점도의 약 600%, 500% 또는 400% 이하일 수 있다.

또한, 일부 실시 형태에서, 수성 폴리우레탄 분산물은 약 100 ppm(part per million) 이상, 약 1000 ppm 이상, 또는 심지어 약 10000 ppm 이상의 다이메틸올프로피온산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유동학적 개질제, 소포제 및 가교결합제를 포함하는 선택적인 첨가제가 수성 폴리우레탄 분산물에 첨가될 수 있다. 적합한 가교결합제에는, 예를 들어, 다작용성 아지리딘, 메톡시메틸올화 멜라민, 우레아 수지, 카르보다이이미드, 폴리아이소시아네이트 및 블로킹된 아이소시아네이트가 포함된다. 수성 폴리우레탄 분산물의 점도를 감소시키기 위해 추가의 물이 첨가될 수 있다. 마찬가지로, 점도를 감소시키고/시키거나 성분들의 혼화성을 개선하기 위해 수성 폴리우레탄 분산물에 최대 10 중량%의 유기 용매(예를 들어, 프로필 메틸 에테르 또는 아이소프로판올)를 첨가하는 것이 사용될 수 있다.

분산된 폴리우레탄은 적어도 하나의 폴리카르보네이트 세그먼트를 포함할 수 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다.

페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 91 내지 99 중량%의 페놀 수지 대 9 내지 1 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 56 내지 91 중량%의 페놀 수지 대 44 내지 9 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 62 내지 91 중량%의 페놀 수지 대 38 내지 9 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 69 내지 91 중량%의 페놀 수지 대 31 내지 9 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 56 내지 83 중량%의 페놀 수지 대 44 내지 17 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 56 내지 76 중량%의 페놀 수지 대 44 내지 24 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다. 일부 실시 형태에서, 페놀 수지 및 수성 폴리우레탄 분산물 성분은 56 내지 69 중량%의 페놀 수지 대 44 내지 31 중량%의 폴리우레탄의 고형물 중량비로 혼합된다.

본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태의 경화성 조성물은 임의의 다수의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 그러한 첨가제는 조성물 내의 하나 이상의 성분과 균질하거나 불균질할 수 있다. 불균질한 첨가제는 이산되거나(예를 들어, 미립자이거나) 또는 사실상 연속적일 수 있다.

전술된 첨가제에는, 예를 들어, 구조 층 조성물의 중량 및/또는 비용을 감소시키고/시키거나, 점도를 조정하고/하거나, 추가적인 보강을 제공하거나 더 신속한 또는 균일한 경화가 달성될 수 있도록 제공된 방법에 사용되는 조성물 및 물품의 열 전도도를 변경하기 위한, 예를 들어, 계면활성제(예를 들어, 다이놀(DYNOL) 604와 같은 에톡실화 비이온성 계면활성제와 같은 소포제), 안료(예를 들어, C-시리즈 블랙 7 LCD4115와 같은 카본 블랙 안료), 충전제(예를 들어, 이산화규소 카보실(Cabosil) M5), 합성 왁스(예를 들어, 합성 파라핀 MP22), 안정제, 가소제, 점착부여제(tackifier), 유동 제어제, 경화 속도 지연제, 접착 촉진제(예를 들어, (3-글리시독시프로필)트라이메톡시실란(GPTMS)과 같은 실란, 및 티타네이트), 보조제(adjuvant), 충격 개질제, 팽창성 미소구체, 열 전도성 입자, 전기 전도성 입자 등, 예를 들어, 실리카, 유리, 점토, 활석, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 및 산화방지제가 포함될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 경화성 조성물은 하나 이상의 섬유 보강 재료를 함유할 수 있다. 섬유 보강 재료의 사용은 개선된 냉간 유동 특성, 제한된 신축성(stretchability), 및 향상된 강도를 갖는 연마 층을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 섬유 보강 재료는, 존재하는 경우, 광개시제가 전반에 분산되고, UV 광에 의해 활성화되고 열이 필요 없이도 적절히 경화되게 할 수 있는 소정 정도의 다공성을 가질 수 있다.

하나 이상의 섬유 보강재는 직조 천, 부직 천, 편직 천, 및 일방향 어레이(unidirectional array)의 섬유를 포함하는 하나 이상의 섬유-함유 웨브를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하나 이상의 섬유 보강재는 스크림과 같은 부직 천을 포함할 수 있다.

하나 이상의 섬유 보강재를 제조하기 위한 재료는 상기에 기재된 웨브들 중 하나로 형성될 수 있는 임의의 섬유-형성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 섬유-형성 재료에는, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 및 아라미드와 같은 중합체 재료; 목재 펄프 및 면과 같은 유기 재료; 유리, 카본, 및 세라믹과 같은 무기 재료; 코어 성분(예를 들어, 상기 섬유들 중 임의의 것) 및 그 상의 코팅을 갖는 코팅된 섬유; 및 이들의 조합이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.

섬유 보강 재료의 추가의 선택 사항 및 이점이 미국 특허 출원 공개 제2002/0182955호(웨글루스키(Weglewski) 등)에 기재되어 있다.

따라서, 연마 입자를 부직포 연마 물품에 부착하기 위한 수지-기반 방법이 지금까지 기술되었지만, 다른 방법이 가능할 수 있음이 또한 명백히 고려된다. 예를 들어, 도 11 내지 도 15는 연마 입자를 섬유 배킹에 부착하기 위해 열 활성화 접착제를 사용하는 본 발명의 다른 실시 형태를 예시한다.

도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 열 활성화 접착제로 제조된 연마 물품의 근접도이다. 도 11은 메시 배킹(1110) 위에 열 활성화 접착제(1120)가 적용되어 있는 메시 연마재(1100)를 예시한다. 열 활성화 접착제는 부직 웨브 상에 적용되며 추가 수지 재료의 사용 없이 연마 입자를 부착하는 데 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 융점이 170° 초과인 접착제가 사용된다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 융점이 더 낮은 접착제가 사용될 수 있다. 접착제는 연마 물품의 사용 동안 접착제가 용융되지 않을 정도로 충분히 높은 융점을 가져야 한다.

도 12는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법의 개략도이다. 개략적인 이미지(1201A, 1251A)는 단일 섬유에 부착된 루프를 도시하는 배킹의 측면도를 예시한다. 개략적인 이미지(1201B, 1251B)는 메시 배킹 내의 3개의 섬유의 정면도를 예시한다. 개략적인 이미지(1201A, 1201B, 1251A, 1201B)는 이해의 편의를 위해 단지 몇 개의 섬유(1230)만을 예시하지만, 이 개념은 섬유(1230)의 더 큰 배열에 적용되는 것으로 이해된다.

각각 하나 이상의 부착된 루프(1220)를 갖는 복수의 섬유(1230)가 열 활성화 접착제(1240)로 코팅될 수 있다. 일 실시 형태에서, 열 활성화 접착제 필름(1240)이 섬유(1230)에 라미네이팅된다. 접착제 필름(1240)은, 섬유(1230)에 대한 접착을 보장하기 위해 용융 온도로 가열되고, 실온으로 다시 냉각될 수 있다. 연마 입자(1210)는 접착제 필름(1240)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 접착제 필름(1240)을 연화시키기에 충분히 높은 온도로 연마 입자(1210)를 가열하여, 개략적인 이미지(1251A, 1251B)에 예시된 바와 같이, 연마 입자(1210)가 접착제 층(1240) 내에 매립되게 할 수 있다. 접착제 층(1240)에 부착되지 않은 연마 입자는 도 1251B에 예시된 바와 같이 섬유 배킹 내의 공극을 통해 떨어질 수 있다.

도 12에는 파쇄된 연마 입자가 예시되어 있지만, 예시된 방법은 판상, 성형된, 형상화된, 또는 부분적으로 형상화된 입자와 같은 다른 연마 입자에 적용될 수 있는 것으로 명백히 고려된다.

도 13은 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법이다. 방법(1300)은 연마 물품을 제조하는 데 유용할 수 있다.

블록(1310)에서, 열 활성화 접착제가 배킹에 적용된다. 일 실시 형태에서, 배킹은 메시 배킹이다. 열 활성화 접착제를 배킹에 적용하는 것은, 블록(1302)에 나타나 있는 바와 같이, 접착제를 필름으로서 라미네이팅하는 것, 또는 블록(1304)에 나타나 있는 바와 같이 접착제를 직접 코팅하는 것, 또는 블록(1306)에 나타나 있는 바와 같이 접착제를 롤-코팅하는 것을 포함할 수 있다. 블록(1308)에 나타나 있는 바와 같이, 기타 적용 방법이 또한 사용될 수 있다. 열 활성화 접착제를 배킹에 적용하는 것은 또한 블록(312)에서 나타나 있는 바와 같이 접착제 층을 먼저 가열하고, 이어서 블록(314)에 나타나 있는 바와 같이 접착제 층을 냉각시키는 것을 포함할 수 있다.

블록(1320)에서, 연마 그레인(grain)이 접착제 배킹에 적용된다. 연마 그레인을 연마 층에 적용하는 것은, 블록(1322)에 나타나 있는 바와 같은 드롭-코팅 방법, 블록(1324)에 나타나 있는 바와 같은 전사 공구 사용, 또는 블록(1326)에 나타나 있는 바와 같은 기타 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기력을 가함으로써 자기적으로 코팅된 연마 입자를 접착제-코팅된 배킹 상에 정렬시킬 수 있다. 또한, 연마 입자는 정전기력을 사용하여 코팅될 수 있다.

연마 그레인은 열 활성화 접착제를 부분적으로 용융시킴으로써 접착제 층 내에 매립될 수 있다. 이는 블록(1327)에 나타나 있는 바와 같이, 연마 그레인을 열 활성화 접착제의 융점보다 높은 온도로 예열함으로써 행해질 수 있다. 접착제로 전사 동안의 연마 입자의 잠재적인 냉각이 고려되어야 한다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 연마 그레인은 코팅 공정 동안의 냉각을 허용하기 위해 융점보다 몇 도 높은 온도로 가열된다. 블록(1328)에 나타나 있는 바와 같이, 연마 입자를 가열하는 것에 더하여 또는 그에 대한 대안으로서 접착제-코팅된 배킹이 가열될 수 있다.

블록(1330)에서, 첨가제가 적용된다. 예를 들어, 블록(1332)에 나타나 있는 바와 같이, 다수의 유형의 연마 그레인이 접착제 층에 적용될 수 있다. 예를 들어, 정밀 형상화된 그레인(precision shaped grain) 및 파쇄된 그레인(crushed grain) 둘 모두가 접착제 층에 접착될 수 있다. 대안적으로, 2가지 상이한 크기의 정밀 형상화된 그레인이 접착제 층에 적용될 수 있다. 블록(1334)에 나타나 있는 바와 같은 사이즈 코트, 또는 블록(1336)에 나타나 있는 바와 같은 수퍼사이즈 코트와 같은 추가 기능성 층이 또한 부착된 연마 그레인 위에 적용될 수 있다. 블록(1338)에 나타나 있는 바와 같이, 연삭 보조제 또는 윤활 보조제와 같은 추가의 층이 또한 포함될 수 있다.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 연마 물품을 제조하는 방법의 단계들을 예시한다. 도 14a는 복수의 섬유(1410)를 갖는 메시 배킹(1400)을 예시한다. 도 14b는 열 활성화 접착제(1420)가 메시 배킹(1450)의 섬유(1410)의 부분들에 적용되어 있는 메시 배킹(1450)을 예시한다. 도 14c는 정밀 형상화된 연마 입자(1430)로 코팅된 메시 배킹(1480)을 예시한다. 도 14c의 정밀 형상화된 입자(1430)는 삼각형 형상이지만, 다른 형상이 또한 다른 실시 형태에 대해 명백히 구상된다.

도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시 형태에 따라 열 활성화 접착제를 사용하여 제조된 연마 물품의 근접도를 예시한다. 도 15a는 P100 알루미늄-지르코니아 연마 입자로 코팅된 메시 배킹의 도면을 예시한다. 도 15b는 입자를 드롭 코팅하기 전에 메시 배킹을 155℃로 가열함으로써 적용된 정밀 형상화된 그레인으로 코팅된 메시 배킹을 예시한다. 그러나, 메시 배킹 대신에 또는 그에 더하여 입자가 적용 전에 예열될 수 있음이 또한 명백히 고려된다.

도 16은 본 발명의 실시 형태에 따른 연마 물품의 예시적인 설계를 예시한다. 제1 색상의 연마 그레인을 제2 색상을 갖는 배킹에 부착시키는 능력은 다수의 추가적인 이점을 가능하게 한다. 예를 들어, 도 16에 예시된 바와 같이, 패턴(1600)은 연마 물품의 제조자(1610)가 식별될 수 있게 할 수 있다. 추가적으로, 등급(1620)이 패턴(1600) 내에서 식별될 수 있다. 또한, 다른 텍스트 또는 제품 정보가 또한 제공될 수 있다.

매우 다양한 연마 입자가 본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태에 이용될 수 있다. 연마 입자의 적어도 일부분이 의도된 최종 용도 응용에 적합하기만 한다면, 연마 입자의 특정 유형(예를 들어, 크기, 형상, 화학적 조성)은 연마 물품에 특별히 중요한 것으로 고려되지 않는다. 적합한 연마 입자는, 예를 들어 입방정계 질화붕소, 지르코니아, 알루미나, 탄화규소 및 다이아몬드로 형성될 수 있다.

연마 입자는, 예를 들어 랜덤 또는 파쇄된 형상, 정사각형, 별 모양 또는 육각형 프로파일과 같은 규칙적(예컨대, 대칭) 프로파일, 및 불규칙적(예컨대, 비대칭) 프로파일을 포함하는 다양한 크기, 형상 및 프로파일로 제공될 수 있다.

연마 물품은 배킹 상에 기울어져 있는(즉, 직립하여 배킹으로부터 외향으로 연장되는) 연마 입자와, 옆으로 편평하게 누워 있는 연마 입자(즉, 직립하여 배킹으로부터 외향으로 연장되지 않음)의 조합을 포함할 수 있다.

연마 물품은 상이한 유형의 연마 입자들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 물품은 판상 입자와 비판상 입자의 혼합물, 파쇄된 입자, 응집된 입자, 및 형상화된 입자의 혼합물(결합제를 함유하지 않는 개별 연마 입자일 수 있거나 결합제를 함유하는 응집된 연마 입자일 수 있음), 통상적인 비형상화된 연마 입자와 비판상 연마 입자(예컨대, 충전제 재료)의 혼합물, 및 상이한 크기의 연마 입자들의 혼합물을 포함할 수 있다.

메시 배킹 상의 상이한 유형의 응집체 기반 연마 물품의 예는 도 17 내지 도 19에서 볼 수 있다. 도 17a 내지 도 17d는 메시 배킹 상의 연마 응집체 입자를 예시한다. 도 17a에 예시된 바와 같이, 응집된 연마 입자(1700)는 연마 그레인(1710)을 포함하며 하나 이상의 응집체 형상 특징부를 가질 수 있다. 도 17a에 예시된 바와 같은 응집된 연마 입자(1700)는 또한 제2 유형의 연마 입자(1720)를 포함할 수 있다.

일 실시 형태에서, 연마 응집체(1700)는 폭(w), 두께(h)를 가지며 w/h의 비가 2보다 큰 것으로 정의될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 폭은 5 초과이다. 일부 실시 형태에서, 응집체의 폭은 1000 μm보다 크다. 도 17a 내지 도 17d에 예시된 바와 같은 연마 응집체는 적어도 부분적으로 정밀 형상화될 수 있다. 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형(부등변 삼각형, 예각 삼각형, 둔각 삼각형, 이등변 삼각형, 등변 삼각형, 또는 직각 삼각형), 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형(star)(3개(도 17a에 예시된 바와 같음) 내지 10개의 임의의 개수의 점을 가짐), 또는 초승달형을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

도 17a 내지 도 17d에 예시된 것과 같은 연마 응집체 입자는 메시 연마 물품을 제조하는 데 특히 유용할 수 있다. 도 17b에 예시된 바와 같이, 연마 입자(1700)의 적어도 하나의 치수는 메시 배킹(1750) 내의 간극보다 커서, 연마 응집체가 메시 배킹을 통해 떨어지지 않도록 보장한다.

도 17c 및 도 17d에 예시된 바와 같이, 연마 응집체 입자(1760)는 수지 본드(1762) 내에 연마 입자(1764)를 포함할 수 있다. 연마 응집체 입자는 배킹(1750) 상에 소정의 패턴으로 배치될 수 있거나, 랜덤 구성으로 낙하할 수 있다. 이는 각각의 개별 응집체가 소정 형상을 갖기 때문에 '패턴화된' 연마 구조의 이점뿐만 아니라, 연마된 작업면 상의 스크래치 또는 절삭 패턴을 감소시킬 수 있는 랜덤 배치의 이점도 제공할 수 있다.

도 18은 응집된 연마 입자를 갖는 메시 연마 물품을 제조하는 하나의 개략적인 방법을 예시한다. 응집체(1830)는, 예를 들어, 2019년 9월 19일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 제2019/0283216호 및 미국 특허 출원 공개 제2017/058254호(유리화된 형상화된 응집체를 기재함), 및 2019년 9월 6일자로 공개된 PCT 공개 WO 2019/0167022호(규산질 본드 응집체를 기재함)뿐만 아니라, 2019년 9월 5일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 제2019/0270922호에 기재된 응집체의 제조 방법을 사용하여 제조될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다. 일단 제조되면, 응집체는 이송 메커니즘(1840) 상에서 방향(1850)으로 나타나 있는 바와 같이 진행할 수 있다. 수평 이송 메커니즘(1840)이 예시되어 있지만, 틸팅된 이송 메커니즘(1840), 또는 다른 적합한 침착 메커니즘, 예를 들어 드롭 코팅기 또는 응집체(1830)를 소정의 패턴 또는 랜덤 구성으로 침착시키기 위한 다른 적합한 메커니즘이 명확히 고려된다.

배킹(1810)이 이송 메커니즘 상에서, 일 실시 형태에서 또한 방향(1850)으로, 진행한다. 배킹(1810)에는 연마 응집체(1830)가 침착되도록 적용된 메이크 코트(make coat)(1820)를 가질 수 있다. 메이크 코트(1820)는, 예를 들어, 메이크 수지, 블로운 용융(blown melty) 필름(예를 들어 1977년 7월 13일자로 허여된 미국 특허 제4,118,531호 및 1978년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제4,215,682호에 기재된 것), 또는 고온 용융 접착제를 포함할 수 있다.

도 19a 및 도 19b는 메시 연마 물품 형성에 또한 유용할 수 있는 선형 연마 응집체를 예시한다. 도 19b에 예시된 바와 같이, 선형 연마 응집체는 적어도 하나의 치수가 메시 섬유들 사이의 간극보다 길어서, 연마 응집체가 연마 물품 상의 메이크 수지 층에 부착되도록 보장한다.

적합한 형상화된 연마 입자의 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,201,916호(버그(Berg)) 및 제8,142,531호(아데프리스(Adefris) 등)에서 찾아볼 수 있다. 형상화된 연마 입자를 형성할 수 있는 재료는 알파 알루미나를 포함한다. 알파 알루미나의 형상화된 연마 입자는, 당업계에 공지된 기술에 따라 겔화되고 소정 형상으로 성형되고 그 형상을 유지하도록 건조되고 하소되고 소결되는 산화알루미늄 1수화물의 분산물로부터 제조될 수 있다.

적합한 형상화된 연마 입자의 예는 또한 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2015/0267097호에서 찾아볼 수 있다. 미국 특허 출원 공개 제2015/0267097호는 일반적으로 평균 결정립 크기가 0.8 내지 8 마이크로미터이고 겉보기 밀도가 진밀도의 92% 이상인 알파 알루미나를 포함하는 연마 입자를 기재한다. 각각의 형상화된 연마 입자는 4개 이상의 꼭지점(vertex)을 형성하는 복수의 매끄러운 면을 포함하는 각각의 표면을 가질 수 있다.

미국 특허 제8,034,137호(에릭슨(Erickson) 등)는 특정 형상으로 형성된 다음에 파쇄되어, 그들의 원래 형상 특징부의 일부를 보유하는 샤드(shard)를 형성한 알루미나 연마 입자를 기재한다. 일부 실시 형태에서, 형상화된 알파 알루미나 입자는 정밀 형상화된다(즉, 입자는 입자를 제조하기 위해 사용되는 생산 공구 내의 공동의 형상에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 형상을 갖는다). 그러한 형상화된 연마 입자 및 이의 제조 방법에 관한 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제8,142,531호(아데프리스 등); 제8,142,891호(쿨러(Culler) 등); 및 제8,142,532호(에릭슨 등)와; 미국 특허 출원 공개 제2012/0227333호(아데프리스 등); 제2013/0040537호(슈바벨(Schwabel) 등); 및 제2013/0125477호(아데프리스)에서 찾아 볼 수 있다.

적합한 파쇄된 연마 입자의 예에는 용융된 산화알루미늄, 열-처리 산화알루미늄, 백색의 용융된 산화알루미늄, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 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, 탄화티타늄, 다이아몬드, 입방정계 질화붕소, 가넷, 용융된 알루미나 지르코니아, 산화철, 크로미아, 지르코니아, 티타니아, 산화주석, 석영, 장석, 플린트, 금강사, 졸-겔-유래 세라믹(예컨대, 알파 알루미나), 및 이들의 조합이 포함된다. 추가의 예에는 미국 특허 제5,152,917호(피퍼(Pieper) 등)에 기재된 것과 같은 결합제 매트릭스 내의 연마 입자(판상일 수 있거나 그렇지 않을 수 있음)의 파쇄된 연마 복합재가 포함된다.

파쇄된 연마 입자가 그로부터 단리될 수 있는 졸-겔-유래 연마 입자 및 이의 제조 방법의 예는 미국 특허 제4,314,827호(레이티저(Leitheiser) 등); 제4,623,364호(코트링어(Cottringer) 등); 제4,744,802호(슈바벨), 제4,770,671호(몬로(Monroe) 등); 및 제4,881,951호(몬로 등)에서 찾아볼 수 있다. 또한, 파쇄된 연마 입자가 예를 들어 미국 특허 제4,652,275호(블뢰허(Bloecher) 등) 또는 제4,799,939호(블뢰허 등)에 기재된 것과 같은 연마 집괴를 포함할 수 있는 것이 고려된다.

파쇄된 연마 입자는, 예를 들어 졸-겔-유래 다결정 알파 알루미나 입자와 같은 세라믹 파쇄된 연마 입자를 포함한다. 알파 알루미나, 마그네슘 알루미나 스피넬, 및 희토류 육방정계 알루미네이트의 결정자(crystallite)로 구성되는 세라믹 파쇄된 연마 입자가 예를 들어 미국 특허 제5,213,591호(셀리카야(Celikkaya) 등)와 미국 특허 출원 공개 제2009/0165394 A1호(쿨러 등) 및 제2009/0169816 A1호(에릭슨 등)에 기재된 방법에 따라 졸-겔 전구체 알파 알루미나 입자를 사용하여 제조될 수 있다.

졸-겔-유래 연마 입자를 제조하는 방법에 관한 추가의 상세 사항은 예를 들어 미국 특허 제4,314,827호(레이티저); 제5,152,917호(피퍼 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. 적합한 파쇄된 판상 연마 입자의 예는, 예를 들어 미국 특허 제4,848,041호(크루슈케(Kruschke))에서 찾아볼 수 있다.

연마 입자는 결합제에 대한 파쇄된 연마 입자의 접착을 향상시키기 위해 커플링제(예컨대, 유기실란 커플링제) 또는 다른 물리적 처리제(예를 들어, 산화철 또는 산화티타늄)로 표면-처리될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 연마 층은 복수의 성형된 연마 입자(예컨대, 본 명세서에 더 상세히 기재되는, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 입수가능한 정밀 형상화된 그레인(PSG) 광물 입자; 도 1 내지 도 3에는 도시되지 않음)와 복수의 연마 입자(250)를 포함하는 미립자 혼합물을 포함하거나, 또는 연마 층에 접착 고정된 성형된 연마 입자만을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 연마 입자는 성형된 연마 입자일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "성형된 연마 입자"는 일반적으로 적어도 부분적으로 복제된 형상을 갖는 연마 입자(예를 들어, 성형된 세라믹 연마 입자)를 지칭한다. 성형된 연마 입자의 비제한적인 예가 미국 특허 출원 공개 제2013/0344786호에 개시되어 있으며, 이는 마치 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 참고로 포함된다. 성형된 연마 입자의 비제한적인 예는 미국 특허 RE 35,570호; 제5,201,916호 및 제5,984,998호(이들 모두는 마치 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 참고로 포함됨)에 개시된 바와 같은, 주형, 예를 들어 삼각형 플레이트 내에서 형성된 형상화된 연마 입자; 또는 생-고벵 어브레이시브즈(Saint-Gobain Abrasives)에 의해 생산되는 흔히 원형 단면을 갖는 압출된 긴 세라믹 로드(rod)/필라멘트(이의 예는 마치 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 참고로 포함된 미국 특허 제5,372,620호에 개시됨)를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 성형된 연마 입자는 기계적 파쇄 작업에 의해 얻어진 무작위적인 크기의 연마 입자를 배제한다.

성형된 연마 입자는 또한 형상화된 연마 입자를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "형상화된 연마 입자"는 일반적으로 연마 입자의 적어도 일부분이, 형상화된 전구체 연마 입자를 형성하는 데 사용되는 주형 공동으로부터 복제된 미리 결정된 형상을 갖는 연마 입자를 지칭한다. (예컨대, 미국 특허 출원 공개 제2009/0169816호에 기재된 것과 같은) 연마 샤드의 경우를 제외하고는, 형상화된 연마 입자는 일반적으로 형상화된 연마 입자를 형성하는 데 사용되었던 주형 공동을 실질적으로 복제하는 미리 결정된 기하학적 형상을 가질 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 형상화된 연마 입자는 기계적 파쇄 작업에 의해 얻어지는 무작위적인 크기의 연마 입자를 배제한다.

성형된 연마 입자는 또한, 마치 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2015/267097호에 기재된 것과 같은, 정밀 형상화된 그레인(PSG) 광물 입자를 포함한다.

적합한 연마 입자의 예에는, 예를 들어, 용융된 산화알루미늄, 열 처리된 산화알루미늄, 백색의 용융된 산화알루미늄, 흑색 탄화규소, 녹색 탄화규소, 이붕화티타늄, 탄화붕소, 질화규소, 탄화텅스텐, 탄화티타늄, 다이아몬드, 입방정계 질화붕소, 육방정계 질화붕소, 가넷, 용융된 알루미나 지르코니아, 알루미나계 졸 겔 유래 연마 입자, 실리카, 산화철, 크로미아, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 산화주석, 감마 알루미나, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 알루미나 연마 입자는 금속 산화물 개질제를 함유할 수 있다. 다이아몬드 및 입방정계 질화붕소 연마 입자는 단결정질 또는 다결정질일 수 있다.

일부 예에서, 성형된 연마 입자는 실질적 단분산 입자 크기가 약 1 마이크로미터 내지 약 5000 마이크로미터, 약 1 마이크로미터 내지 약 2500 마이크로미터, 약 1 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 약 10 마이크로미터 내지 약 5000 마이크로미터이고, 약 10 마이크로미터 내지 약 2500 마이크로미터, 약 10 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 5000 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 2500 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 단분산인 입자 크기"는 실질적으로 변하지 않는 크기를 갖는 성형된 연마 입자를 설명하기 위해 사용된다. 따라서, 예를 들어, 입자 크기가 100 마이크로미터인 성형된 연마 입자(예를 들어, PSG 광물 입자)를 지칭할 때, 성형된 연마 입자의 90% 초과, 95% 초과 또는 99% 초과는 최대 치수가 100 마이크로미터인 입자를 가질 것이다.

일부 실시 형태에서, 연마 입자는 소정 범위 또는 분포의 입자 크기를 가질 수 있다. 그러한 분포는 그의 중위 입자 크기에 의해 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자의 중위 입자 크기는 0.001 마이크로미터 이상, 0.005 마이크로미터 이상, 0.01 마이크로미터 이상, 0.015 마이크로미터 이상, 또는 0.02 마이크로미터 이상일 수 있다. 일부 경우에, 연마 입자의 중위 입자 크기는 300 마이크로미터 이하, 275 마이크로미터 이하, 250 마이크로미터 이하, 150 마이크로미터 이하, 또는 100 마이크로미터 이하일 수 있다. 일부 예에서, 연마 입자의 중위 입자 크기는 약 1 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터, 약 1 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 약 1 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터, 약 10 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터이고, 약 10 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 약 10 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터이다.

일부 예에서, 본 발명의 연마 입자는 성형된 연마 입자를 포함할 수 있다. 성형된 연마 입자는 연마 입자의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 100 중량%, 0.1 중량% 내지 100 중량%, 1 중량% 내지 100 중량%, 10 중량% 내지 100 중량%, 0.01 중량% 내지 90 중량%, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 1 중량% 내지 90 중량%, 10 중량% 내지 90 중량%, 0.01 중량% 내지 75 중량%, 0.1 중량% 내지 75 중량%, 1 중량% 내지 75 중량%, 10 중량% 내지 75 중량%로 존재할 수 있다.

일부 예에서, 미립자 혼합물은 약 90 중량% 초과 내지 99 중량%(예를 들어, 약 91 중량% 내지 약 97 중량%; 약 92 중량% 내지 약 97 중량%; 약 95 중량% 내지 약 97 중량%; 또는 약 90 중량% 초과 내지 약 97 중량%)의 연마 입자를 포함한다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태의 연마 물품은 사이즈 코트(510)를 포함한다. 도 5를 참조한다. 일부 예에서, 사이즈 코트는 페놀계 사이즈 조성물의 경화물을 포함한다. 다른 예에서, 사이즈 코트는 비스-에폭사이드(예를 들어, 일본 도쿄 소재의 다이셀 케미칼 인더스트리즈, 리미티드(Daicel Chemical Industries, Ltd.)로부터 입수가능한 3,4-에폭시 사이클로헥실메틸-3,4-에폭시 사이클로헥실카르복실레이트); 3작용성 아크릴레이트(예를 들어, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이, 엘엘씨(Sartomer USA, LLC)로부터 상표명 "SR351"로 입수가능한 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트); 산성 폴리에스테르 분산제(예를 들어, 독일 베젤 소재의 비와이케이-케미, 게엠베하(Byk-Chemie, GmbH)로부터의 "BYK W-985"); 충전제(예를 들어, 미국 일리노이주 애디슨 소재의 더 캐리 컴퍼니(The Cary Company)로부터 상표명 "미넥스(MINEX) 10"으로 입수되는, 나트륨-칼륨 알루미나 실리케이트 충전제); 광개시제(예를 들어, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 "시라큐어(CYRACURE) CPI 6976"으로 입수되는, 트라이아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트/프로필렌 카르보네이트 광개시제; 및 미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상표명 "다로큐르(DAROCUR) 1173"으로 입수되는, α-하이드록시케톤 광개시제)의 경화된(예를 들어 광중합된) 생성물을 포함한다.

일부 실시 형태에서, 기재된 다양한 실시 형태의 연마 물품은 수퍼사이즈 코트(610)를 포함한다. 도 6을 참조한다. 일반적으로, 수퍼사이즈 코트는 연마 물품의 최외측 코팅이고 연마 작업 동안 공작물과 직접 접촉한다. 수퍼사이즈 코트는, 일부 예에서, 실질적으로 투명하다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 투명한"은 적어도 약 30%, 40%, 50%, 60%, 또는 적어도 약 70% 이상에서와 같이 대다수 또는 대부분이 투명함을 지칭한다. 일부 예에서, 본 명세서에 기재된 임의의 주어진 코트(예를 들어, 수퍼사이즈 코트)의 투명성의 척도는 코트의 투과율이다. 일부 예에서, 수퍼사이즈 코트는, 약 98%의 투과율을 갖는, 6 × 12 인치 × 대략 1 내지 2 밀(15.24 × 30.48 cm × 25.4 내지 50.8 μm)의 투명 폴리에스테르 필름의 샘플을 통한 500 nm 광의 투과율을 측정하는 투과율 시험에 따라, 5% 이상, 20% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 또는 60% 이상의 투과율(예를 들어, 약 40% 내지 약 80%; 약 50% 내지 약 70%; 약 40% 내지 약 70%; 또는 약 50% 내지 약 70%의 투과율)을 나타낸다.

수퍼사이즈 코트의 하나의 성분은 장쇄 지방산의 금속 염(예를 들어, C₁₂-C₂₂ 지방산, C₁₄-C₁₈ 지방산, 및 C₁₆-C₂₀ 지방산)의 금속 염일 수 있다. 일부 예에서, 장쇄 지방산의 금속 염은 스테아레이트 염(예를 들어, 스테아르산의 염)이다. 스테아르산의 짝염기는 C₁₇H₃₅COO-이며, 이는 스테아레이트 음이온으로도 알려져 있다. 유용한 스테아레이트에는 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 및 이들의 조합이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.

장쇄 지방산의 금속 염은 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량(즉, 연마 물품의 단위 표면적에 대한 평균 중량)을 기준으로 10 중량% 이상, 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 또는 90 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 장쇄 지방산의 금속 염은 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량을 기준으로 100 중량% 이하, 99 중량% 이하, 98 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하(예를 들어, 약 10 중량% 내지 약 100 중량%; 약 30 중량% 내지 약 70 중량% 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 50 중량% 내지 약 100 중량%)의 양으로 존재할 수 있다.

수퍼사이즈 코트의 다른 성분은 중합체성 결합제이며, 이는 일부 예에서, 수퍼사이즈 코트가 연마 층 위에 매끄럽고 연속적인 필름을 형성할 수 있게 한다. 일 예에서, 중합체성 결합제는 스티렌-아크릴 중합체성 결합제이다. 일부 예에서, 스티렌-아크릴 중합체성 결합제는 존크릴(JONCRYL)(등록상표) LMV 7051과 같은 그러나 이에 한정되지 않는 개질된 스티렌-아크릴 중합체의 암모늄 염이다. 스티렌-아크릴 중합체의 암모늄 염은, 예를 들어, 중량 평균 분자량(Mw)이 100,000 g/mol 이상, 150,000 g/mol 이상, 200,000 g/mol 이상, 또는 250,000 g/mol 이상(예를 들어, 약 100,000 g/mol 내지 약 2.5 × 10⁶ g/mol; 약 100,000 g/몰 내지 약 500,000 g/몰; 또는 약 250,000 내지 약 2.5 × 10⁶ g/mol)일 수 있다.

MFFT로도 지칭되는 최소 필름-형성 온도는 중합체가 반건조 상태에서 자가-합체(self-coalesce)되어 연속 중합체 필름을 형성하게 되는 최저 온도이다. 본 발명의 맥락에서, 이러한 중합체 필름은 수퍼사이즈 코트에 존재하는 나머지 고형물을 위한 결합제로서 기능할 수 있다. 일부 예에서, 스티렌-아크릴 중합체성 결합제(예를 들어, 스티렌-아크릴 중합체의 암모늄 염)는 MFFT가 90℃ 이하, 80℃ 이하, 70℃ 이하, 65℃ 이하, 또는 60℃ 이하이다.

일부 예에서, 결합제는 비교적 낮은 온도에서(예를 들어, 70℃ 이하에서) 건조된다. 일부 예에서, 건조 온도는 수퍼사이즈 코트의 장쇄 지방산의 금속 염 성분의 용융 온도 미만이다. 수퍼사이즈 코트를 건조시키기 위해 과도하게 높은 온도(예를 들어, 80℃ 초과의 온도)를 사용하는 것은 바람직하지 않은데, 그 이유는 배킹에서 취성 및 균열을 유발하고, 웨브 취급을 복잡하게 하고, 제조 비용을 증가시킬 수 있기 때문이다. 그의 낮은 MFFT 덕분에, 예를 들어 스티렌-아크릴 중합체의 암모늄 염으로 구성된 결합제는 수퍼사이즈 코트가 다우아놀(DOWANOL)(등록상표) DPnP와 같은 첨가된 계면활성제를 필요로 함이 없이 더 낮은 결합제 수준 및 더 낮은 온도에서 더 우수한 필름 형성을 달성할 수 있게 한다.

중합체성 결합제는 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 또는 3 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 중합체성 결합제는 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 8 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 유리하게는, 개질된 스티렌 아크릴 공중합체의 암모늄 염이 결합제로서 사용되는 경우, 보통 스테아레이트 코팅과 관련된 혼탁이 실질적으로 감소된다.

본 발명의 수퍼사이즈 코트는 선택적으로 수퍼사이즈 코트 중에 분산된 점토 입자를 함유한다. 존재하는 경우, 점토 입자는 장쇄 지방산의 금속 염, 중합체성 결합제, 및 수퍼사이즈 조성물의 다른 성분과 균일하게 혼합될 수 있다. 점토는 개선된 광학 투명도 및 개선된 절삭 성능과 같은 독특한 유리한 특성을 연마 물품에 부여할 수 있다. 점토 입자의 포함은 또한 점토 첨가제가 부재하는 수퍼사이즈 코트에 비해 더 긴 기간 동안 절삭 성능이 지속될 수 있게 할 수 있다.

점토 입자는, 존재하는 경우, 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.15 중량% 이상, 또는 0.2 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 또한, 점토 입자는 수퍼사이즈 코트의 정규화된 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 50 중량% 이하, 25 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.

점토 입자는 임의의 공지된 점토 재료의 입자를 포함할 수 있다. 그러한 점토 재료에는 스멕타이트(smectite), 카올린(kaolin), 일라이트(illite), 녹니석(chlorite), 사문석(serpentine), 아타풀자이트(attapulgite), 팔리고르스카이트(palygorskite), 질석, 해록석(glauconite), 세피올라이트(sepiolite), 및 혼합층 점토의 지질학적 부류(geological class)의 것들이 포함된다. 스멕타이트는 특히 몬트모릴로나이트(예를 들어, 소듐 몬트모릴로나이트 또는 칼슘 몬트모릴로나이트), 벤토나이트, 파이로필라이트(pyrophyllite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 소코나이트(sauconite), 논트로나이트(nontronite), 활석, 바이델라이트(beidellite) 및 볼콘스코아이트(volchonskoite)를 포함한다. 구체적인 카올린은 카올리나이트(kaolinite), 디카이트(dickite), 나크라이트(nacrite), 안티고라이트(antigorite), 아나욱사이트(anauxite), 할로이사이트(halloysite), 인텔라이트(indellite) 및 크리소타일(chrysotile)을 포함한다. 일라이트는 브라베사이트(bravaisite), 백운모(muscovite), 파라고나이트(paragonite), 금운모(phlogopite) 및 흑운모(biotite)를 포함한다. 녹니석은, 예를 들어, 코렌사이트(corrensite), 페니나이트(penninite), 돈바스사이트(donbassite), 수도아이트(sudoite), 페닌(pennine) 및 클리노클로어(clinochlore)를 포함할 수 있다. 혼합층 점토는 알레바르다이트(allevardite) 및 질석흑운모(vermiculitebiotite)를 포함할 수 있다. 이러한 층상 점토의 변형물 및 동형 치환물(isomorphic substitution)이 또한 사용될 수 있다.

선택적인 첨가제로서, 수퍼사이즈 코트 중에 (예를 들어, 점토 입자 중에) 상호 분산된 나노입자(즉, 나노규모 입자)에 의해 연마 성능이 추가로 향상될 수 있다. 유용한 나노입자는, 예를 들어 금속 산화물, 예를 들어 지르코니아, 티타니아, 실리카, 세리아, 알루미나, 산화철, 바나디아, 산화아연, 산화안티몬, 산화주석, 및 알루미나-실리카의 나노입자를 포함한다. 나노입자는 중위 입자 크기가 1 나노미터 이상, 1.5 나노미터 이상 또는 2 나노미터 이상일 수 있다. 중위 입자 크기는 200 나노미터 이하, 150 나노미터 이하, 100 나노미터 이하, 50 나노미터 이하 또는 30 나노미터 이하일 수 있다.

수퍼사이즈 조성물의 다른 선택 성분에는 수퍼사이즈 조성물에서의 사용에 대해 당업계에 공지된 경화제, 계면활성제, 소포제, 살생물제 및 기타 미립자 첨가제가 포함된다.

수퍼사이즈 코트는, 일부 예에서, 성분들이 공통 용매에 용해되거나 달리 분산된 수퍼사이즈 조성물을 제공함으로써 형성될 수 있다. 일부 예에서, 용매는 물이다. 적합하게 혼합한 후, 수퍼사이즈 분산물을 연마 물품의 하부 층 상에 코팅하고 건조시켜, 완성된 수퍼사이즈 코트를 제공할 수 있다. 경화제가 존재하는 경우, 수퍼사이즈 조성물은 열적으로 또는 경화제를 활성화시키기에 적합한 파장에서 화학 방사선에 노출시킴으로써 경화(예를 들어, 경질화)될 수 있다.

예를 들어, 연마 층 상으로의 수퍼사이즈 조성물의 코팅은 임의의 공지된 공정을 사용하여 수행될 수 있다. 일부 예에서, 수퍼사이즈 조성물은 미리 결정된 코팅 중량을 달성하도록 일정한 압력에서 분무 코팅에 의해 적용된다. 대안적으로, 나이프 코팅기의 간극 높이에 의해 코팅 두께가 제어되는 나이프 코팅 방법이 사용될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 소정 값 또는 범위에 있어서의, 예를 들어 언급된 값 또는 언급된 범위 한계치의 10% 이내, 5% 이내 또는 1% 이내의 변동성의 정도를 허용할 수 있다.

본명세서에 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로"는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 또는 적어도 약 99.999% 또는 그 이상에서와 같이 대다수 또는 대부분을 지칭한다.

본명세서에 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 아니다"는 약 10%, 5%, 2%, 1%, 0.5%, 0.01%, 0.001% 미만, 또는 약 0.0001% 이하에서와 같이 소수의 또는 대부분이 아님을 지칭한다.

범위 형식으로 표현된 값은, 그러한 범위의 한계치로서 명시적으로 언급된 수치 값을 포함하는 것뿐만 아니라, 그러한 범위 내에 포함되는 모든 개별 수치 값 또는 하위 범위를, 마치 각각의 수치 값 및 하위 범위가 명시적으로 언급되어 있는 것처럼 포함하는 것으로 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%" 또는 "약 0.1% 내지 5%"의 범위는 단지 약 0.1% 내지 약 5%뿐만 아니라, 지시된 범위 내의 개별 값(예를 들어, 1%, 2%, 3%, 및 4%) 및 하위 범위(예를 들어, 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 나타내지 않는 한, "약 X 내지 Y"라는 언급은 "약 X 내지 약 Y"와 동일한 의미를 갖는다. 마찬가지로, 달리 나타내지 않는 한, "약 X, Y, 또는 약 Z"라는 언급은 "약 X, 약 Y, 또는 약 Z"와 동일한 의미를 갖는다.

본 명세서에서, 단수형("a", "an", 또는 "the") 용어는 문맥이 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 하나 또는 하나 초과를 포함하는 데 사용된다. 용어 "또는"은, 달리 나타내지 않는 한, 비배타적인 "또는"을 지칭하는 데 사용된다. 게다가, 본 명세서에 사용되고 달리 정의되지 않은 어구 또는 용어는 단지 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것이 아님이 이해되어야 한다. 섹션 제목의 임의의 사용은 문서의 이해를 돕도록 하기 위한 것이고, 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 섹션 제목과 관련된 정보는 그 특정 섹션 내에 또는 그 외부에 있을 수 있다. 게다가, 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허, 및 특허 문헌은 마치 개별적으로 참고로 포함되어 있는 것처럼 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 명세서와 그렇게 참고로 포함된 문헌들 사이의 사용이 불일치하는 경우에는, 포함된 참고문헌에서의 사용은 본 명세서의 사용에 대한 보완으로서 간주되어야 하며; 양립할 수 없는 불일치의 경우, 본 명세서에서의 사용이 좌우한다.

본 명세서에 기재된 방법에서, 단계들은, 시간 순서 또는 작업 순서가 명시적으로 언급되어 있는 경우를 제외하고는, 본 발명의 원리로부터 벗어남이 없이 임의의 순서로 수행될 수 있다. 더욱이, 지정된 단계들은, 청구범위의 명시적 표현에 이들이 개별적으로 수행될 것이라고 되어 있지 않는 한, 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, X를 행하는 청구된 단계 및 Y를 행하는 청구된 단계는 단일 작업 내에서 동시에 수행될 수 있으며, 얻어지는 공정은 청구된 공정의 문자 그대로의 범주 내에 속할 것이다.

연마 물품이 제공된다. 연마 물품은 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함하는 천 기재, 천 기재에 접합된 라미네이트, 천 기재 반대편의 라미네이트에 접합된 경화된 수지 조성물, 경화된 수지 조성물에 접합된 연마 입자, 및 천 기재 내의 제1 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간을 포함한다.

연마 물품은, 라미네이트가 스트랜드 주위를 적어도 부분적으로 감싸서 제1 공극 공간 및 제2 공극 공간을 개방된 채로 남겨두도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 라미네이트가 제1 공극 공간 위에 경화된 수지 조성물이 없을 때 제1 공극 공간을 피하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 라미네이트가 오직 스트랜드 위에 연장되도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 라미네이트가 공간 위에 경화된 수지 조성물이 있을 때 제1 공극 공간을 덮도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 경화된 수지 조성물이 제1 공극 공간 위의 라미네이트를 지지하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 천 기재가 라미네이트에 접합된 제1 면, 및 제1 면 반대편의 제2 면을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 제2 면이 2-파트 후크-루프 부착 시스템의 하나의 파트를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 천 기재가 제1 면의 총 표면 영역의 일부를 적어도 포함하는 제1 표면 영역을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 라미네이트가 제1 표면 영역 위에 연장되고, 제1 총 표면 영역과 동일한 제2 총 표면 영역을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 경화된 수지 조성물이 제1 표면 영역 내에 위치되고 제2 총 표면 영역보다 작은 제3 총 표면 영역을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 제3 총 표면 영역이 연속 또는 불연속 중 하나이도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 수지가 라미네이트보다 높은 융점을 갖도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 라미네이트가 고온-용융 가능한 재료를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 고온-용융 가능한 재료는 고온-용융 가능한 폴리에스테르를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 경화된 수지 조성물이 페놀 수지의 경화물을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 천 기재가 직조 또는 편직 재료를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 연마 입자가 형상화된 연마 입자를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 연마되는 표면으로부터 연마 물품을 통해 분진이 제거될 수 있도록, 공기가 0.5 L/s 이상의 유량으로 물품을 통해 유동하도록 구현될 수 있다.

라미네이트를 천 기재에 접합시키는 단계, 경화성 수지 조성물을 천 기재 반대편의 라미네이트에 접합시키는 단계, 및 연마 입자를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계를 포함하는, 연마 입자의 제조 방법이 제공된다. 천 기재는 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함한다.

본 방법은, 경화성 수지 조성물을 경화시켜 경화된 수지 조성물을 제공하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

본 방법은, 경화가 천 기재 내의 제1 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간을 생성하도록 구현될 수 있다.

연마 물품의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 라미네이트를 천 기재에 접합시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 경화성 수지 조성물을 천 기재 반대편의 라미네이트에 접합시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 연마 입자를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계를 포함한다. 천 기재는 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함한다.

본 방법은, 연마 입자가 응집된 연마 입자를 포함하도록 구현될 수 있다. 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함한다.

본 방법은, 응집된 연마 입자가 형상화된 응집된 연마 입자이도록 구현될 수 있다. 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형, 또는 초승달형을 포함한다.

본 방법은, 연마 응집체를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계가 연마 응집체를 소정의 패턴으로 침착시키는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

본 방법은, 연마 응집체를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계가 연마 응집체를 랜덤하게 침착시키는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품이 제공된다. 물품은 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 복수의 스트랜드를 포함하는 천 기재를 포함한다. 물품은 또한 복수의 스트랜드에 본딩된 접착제를 포함하는 접착제 층을 포함한다. 물품은 또한 접착제 층 내에 매립된 연마 입자를 포함한다.

연마 물품은, 접착제 층이 열 활성화 접착제를 포함하도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 연마 입자가 파쇄된 연마 입자, 판상 연마 입자, 성형된 연마 입자, 형상화된 연마 입자, 또는 부분적으로 형상화된 연마 입자이도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 연마 입자가 응집된 연마 입자를 포함하도록 구현될 수 있다. 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함한다.

연마 물품은, 응집된 연마 입자가 형상화된 응집된 연마 입자이도록 구현될 수 있다. 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형, 또는 초승달형을 포함한다.

연마 물품은, 연마 응집체가 접착제 층 내에 소정의 패턴으로 매립되도록 구현될 수 있다.

연마 물품은, 연마 응집체가 접착제 층 내에 랜덤하게 매립되도록 구현될 수 있다.

연마 물품의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 천 기재에 접착제 층을 적용하는 단계를 포함한다. 천 기재는 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함한다. 접착제 층은 접착제가 오직 스트랜드에만 실질적으로 접착되고 공극 공간 내로 실질적으로 연장되지 않도록 적용된다. 본 방법은 또한 연마 입자가 접착제 층 내에 부분적으로 매립되도록 접착제 층에 복수의 연마 입자를 적용하는 단계를 포함한다.

본 방법은, 접착제 층이 열 활성화 접착제를 포함하도록 구현될 수 있다.

본 방법은, 접착제 층을 적용하는 단계가 천 기재를 접착제 층과 라미네이팅하는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

본 방법은 접착제 층을 가열하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

본 방법은, 복수의 연마 입자를 적용하는 단계가 연마 입자를 드롭-코팅하는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

본 방법은, 연마 입자가 가열되도록 구현될 수 있다.

본 방법은, 접착제 층이 가열되도록 구현될 수 있다.

본 방법은 사이즈 코트를 적용하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

본 방법은 수퍼사이즈 코트를 적용하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

본 방법은, 접착제 층에 연마 응집체를 적용하는 단계가 연마 응집체를 소정의 패턴으로 침착시키는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

본 방법은, 접착제 층에 연마 응집체를 적용하는 단계가 연마 응집체를 랜덤하게 침착시키는 것을 포함하도록 구현될 수 있다.

실시예

본 명세서에 기재된 실시예는 예측적이기보다는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 제조 및 시험 절차에서의 변화는 상이한 결과를 산출할 수 있다. 실시예 섹션에서의 모든 정량적 값들은 사용된 절차에 수반된 일반적으로 알려진 허용오차의 측면에서 근사치로 이해된다. 전술한 상세한 설명 및 실시예들은 단지 이해를 명확히 하기 위해 제공되었다. 이로부터의 어떠한 불필요한 제한도 없음이 이해되어야 한다.

달리 언급되지 않는 한, 모든 시약은 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Company)와 같은 화학물질 판매처로부터 입수하였거나 입수가능하거나, 또는 공지된 방법에 의해 합성될 수 있다. 달리 기록되지 않는 한, 모든 비는 건조 중량 기준이다.

실시예에서 사용된 재료 및 시약에 대한 약어는 다음과 같다:

실시예 1 : 라미네이팅된 루프 배킹의 제조

대략 2초의 접촉 시간으로 섭씨 140도로 설정된 스팀패스트(Steamfast) SF-680 디지털 스팀 프레스(Digital Steam Press)를 사용하여, 네트 메시를 72 gsm(그램/제곱미터)의 CLL의 하나의 층에 라미네이팅하였고, 이러한 방식은 네트 배킹 상에 연속 층을 생성하였다. 최종 제품 성능을 조정하기 위해 CLL 층의 양, 유형, 또는 개수를 변경할 수 있음이 이해되어야 한다.

실시예 2 : 페놀 수지 제조

본 명세서에 기재된 연마 물품을 제조하는 데 사용되는 페놀 수지의 성분들이 표 1에 열거되어 있다.

[표 1]

B7과 U0을 블렌딩하고, 이어서 전단 하에 D1, GEO, Col1, Sic, Fil1, Ant를 첨가하고, Fil2를 서서히 첨가함으로써 균질한 혼합물이 얻어질 때까지, 실온에서 600 rpm(분당 회전수) 내지 900 rpm의 고전단 블레이드를 사용하여, 고속 분산 하에 경화성 조성물을 제조하였다.

도 7은 표 1에 열거된 성분들을 함유하는 페놀계 혼합물의 상이한 온도에서의 유동학적 거동을 나타낸다. 도 8은 일정한 전단 변형률에서의 점도의 온도 프로파일을 나타낸다. 도 8은 30℃에서 점도 값이 250,000 Pa.s이고 더 높은 온도에서는 점도 값이 떨어짐을 나타낸다. 경화 반응으로 인해 110℃ 후에는 점도가 여전히 증가한다. 도 9는 표 1에 열거된 성분들을 함유하는 페놀계 혼합물의 점도에 대한 전단의 영향을 나타낸다. 전단 박화 비-뉴턴 거동이 전단 변형 하에서 관찰되었다(종종 중합체 수지는 리올로지에서 전단 박화를 나타낸다). 실험 온도 약 30℃.

실시예 3 : 스텐실 인쇄 공정

실시예 1에 기재된 배킹 상의 CLL 위에 배치된 패턴화된 3 밀 폴리에스테르 스텐실 필름을 사용하여, 배킹과 스텐실을 접촉하게 하고, 경화성 조성물을 배킹 반대편의 스텐실의 면에 적용하고, 블레이딩 메커니즘을 이용하여 경화성 조성물을 스텐실을 통해 가압하고, 이어서 스텐실 및 배킹을 분리하여 배킹 상에 경화성 조성물의 코팅을 남김으로써 실시예 2에 기재된 경화성 조성물을 스텐실 인쇄하며, 코팅된 경화성 조성물의 양은 100 gsm이고 필름 두께는 75 마이크로미터이다. 이 실시예의 경우, 도 12에 도시된 바와 같은 패턴을 사용하였다. 이어서, 경화성 조성물이 여전히 젖어 있는 동안, 50% P320 BFRPL과 50% FAP의 30 gsm 블렌드를 정전기적으로 코팅한다(스펠만(Spellman) SL 150). 이어서, 전체 구조물을 배치(batch) 오븐 내에서 80℃에서 30분 동안 열적으로 사전 경화시키고, 배치 오븐 내에서 103℃에서 4시간 동안 최종 경화시킨다. 이러한 최종 단계 동안, 경화성 조성물이 경화되고, CLL이 용융되어 네트 메시 배킹의 실(thread) 상으로 위킹(wicking)하여 배킹의 다수의 원래 구멍들을 재개방한다. 이 경우에, 원래 구멍의 최소 90%가 재개방되었다.

실시예 4:

실시예 4는 실시예 3과 동일하게 제조하였으며, 이 경우에 70% P320 BFRPL 산화알루미늄 광물과 30% FAP의 30 gsm 블렌드를 사용하였다.

비교예 1:

비교예 1은 쓰리엠 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 쓰리엠 쿠비트론™ II 훅잇™ 퍼플(Purple) 클린 샌딩 디스크 334U 등급 P320이었다.

비교예 2:

비교예 2는 미르카 리미티드(Mirka Ltd.)(핀란드 제포 소재)로부터 입수가능한 9A-232-320 미르카 아브라네트(Mirka Abranet) 연마 디스크, 등급 P320이었다.

비교예 3:

비교예 3은 쓰리엠 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 쓰리엠 쿠비트론™ II 훅잇™ 클린 샌딩 연마 디스크 737U, 등급 P320+이었다.

연마 시험 방법:

실시예 3 및 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조한 연마 물품의 연마 성능을, 미국 미시간주 힐스데일 소재의 에이씨티 래버러토리즈, 인크.(ACT Laboratories, Inc.)로부터 입수한, NEXA OEM 유형 클리어 코트를 갖는 18 인치 × 24 인치(45.7 센티미터 × 61 센티미터) 흑색 페인팅된 냉간 압연 강 시험 패널 상에서 평가하였다. 시험을 위해, 6인치 직경의 연마 디스크를 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "훅잇 백업 패드(HOOKIT BACKUP PAD), 부품 NO. 05865"로 구매가능한 6인치(15.2 센티미터) 백업 패드에 부착하였다. 공구를 X-Y 테이블 위에 배치하였으며, 이때 시험 패널을 X-Y 표에 고정시켰다.

시험을 위해, 연마 디스크를 백업 패드에 부착하였다. 6,000 rpm으로 작동하고 X-Y 테이블 위에 배치된 서보-제어식 모터의 이중 작용 축 및 3/16 인치(4.76 밀리미터) 스트로크(stroke)를 사용하여 샌딩을 수행하였고, 연마 물품을 13 lb(5.90 킬로그램)의 하중으로 패널에 대해 2.5도의 각도로 가압하였다. 시험 패널 상에서 9 인치 × 24 인치의 면적을 하기의 방식으로 샌딩하였다. 2.53 인치/초(6.43 센티미터/초)의 속도로 패널의 24 인치 폭을 따라 X 방향으로 횡단하도록 공구를 설정하였다. 패널의 높이를 따라 20.0 인치/초(50.8 센티미터/초)의 속도로 공구를 Y 방향으로 인덱싱하였고(indexed), 음의 X 방향으로 통과를 반복하였다. 패널의 폭을 따른 7회의 그러한 통과를 완료하여 각각의 사이클에 대해 9 인치 × 24 인치의 면적을 커버하였고, 각각의 사이클은 1분의 샌딩을 포함하도록 하였다. 시험된 각각의 연마 디스크에 대해 총 4회의 사이클을 실행하였으며; 각각의 사이클을 패널의 새로운 섹션 상에서 실행하였다. 각각의 사이클 전 및 후에 패널의 질량을 측정하여, 각각의 사이클 후 OEM 패널로부터의 그램 단위의 질량 손실을 결정하였다. 시험의 종료 시점에서의 누적 질량 손실로서 총 절삭량을 결정하였다. 표 2를 참조한다. 모든 샘플에 대해 마지막 1분의 절삭량을 처음 1분의 절삭량으로 나눈 비를 절삭 수명으로 계산하였다.

[표 2]

본 명세서에 개시된 특정 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등은 단순히 다수의 실시 형태에서 수정 및/또는 조합될 수 있는 예임이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변형 및 조합은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 구조로 제한되어야 하는 것이 아니라, 오히려 적어도 청구범위의 언어에 의해 기재된 구조 및 그러한 구조의 등가물로 확장된다. 서면으로 된 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함되는 임의의 문헌의 개시 내용 간에 상충 또는 모순이 있는 경우에는, 서면으로 된 본 명세서가 우선할 것이다. 게다가, 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허, 및 특허 문헌은 마치 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

실시예 5:

실험실 오븐(미국 일리노이주 블루 아일랜드 소재의 블루 엠 일렉트릭 컴퍼니(Blue M Electric Company), 모델 POM-1406G-1)을 160℃로 예열하였다. 고온 용융 층을 갖는 9 × 11 인치(23 cm × 28 cm) 크기의 메시 배킹을 오븐 내에서 150 내지 155℃로 약 1분 동안 유지하여 용융 층이 용융되어 구멍을 개방하게 하였다. 이어서, 메시 배킹을 오븐에서 꺼내어 실온으로 냉각시켰다. 메시 배킹을 루프 면이 유리 표면을 향하는 상태로 2인치 폭의 마스킹 테이프로 매끄러운 유리 표면 상에 고정하였다.

94 g의 P100 등급 파쇄된 지르코니아 알루미나 그레인(미국 뉴욕주 나이아가라 폴스 소재의 워싱턴 밀스 일렉트로 미네랄즈(Washington Mills Electro Minerals)로부터 구매가능함)을 150 내지 155℃로 예열하고, 오븐 내에서 150 내지 155℃에서 5분 동안 유지하고, 이어서 즉시 메시 배킹 상에 드롭-코팅하였다. 그 결과, 연마 그레인을 용융 접착제 내에 부분적으로 매립시켰다.

샘플을 실온으로 냉각시켰다. 광물 코팅된 메시를 초음파처리 혼(ultrasonication horn)으로 니핑하여(nipped) 잔류 그레인을 제거하였다. 혼을 약 130 마이크로미터의 진폭으로 19100 ㎐의 주파수에서 진동시켰다. 혼은 6-4 티타늄으로 구성되었고, 2:1 부스터(Booster) 802 압전 변환기와 결합된 900 와트 184 V 브란손(Branson) 전원을 이용하여 구동시켰다. 초음파 혼을 통과한 후에, 용융물에 달라붙은 그레인만이 메시 배킹 상에 남아 있다. 이는 도 15a의 샘플을 생성하였다. 광물 코팅된 메시는 사이즈 또는 수퍼사이즈 코팅으로 추가로 코팅될 수 있다.

실시예 6:

실험실 오븐(미국 일리노이주 블루 아일랜드 소재의 블루 엠 일렉트릭 컴퍼니(Blue M Electric Company), 모델 POM-1406G-1)을 160℃로 예열하였다. 고온 용융 층을 갖는 9 × 11 인치(23 cm × 28 cm) 크기의 메시 배킹을 오븐 내에 150 내지 155℃에서 약 1분 동안 루프가 없는 면이 위로 향하도록 유지하여 용융 층이 용융되게 하여 구멍을 개방하였고, 이어서 메시 배킹을 150 내지 155℃에서 1분 더 유지하여 용융 접착제를 완전히 용융/연화시켰다.

약 58 g의 P150 등급 정밀 형상화된 연마 그레인을 오븐 내의 메시 배킹 상에 드롭-코팅하고, 이어서 광물과 함께 메시 배킹을 150 내지 155℃에서 약 1 분 동안 유지하고, 이어서 오븐 밖으로 이동시키고 실온으로 냉각시켰다.

광물 코팅된 메시를 초음파처리 혼으로 니핑하여 잔류 그레인을 제거하였다. 혼을 약 130 마이크로미터의 진폭으로 19100 ㎐의 주파수에서 진동시켰다. 혼은 6-4 티타늄으로 구성되었고, 2:1 부스터 802 압전 변환기와 결합된 900 와트 184 V 브란손 전원을 이용하여 구동시켰다. 초음파 혼을 통과한 후에, 용융물에 달라붙은 그레인만이 메시 배킹 상에 남아 있다. 이는 도 15b의 샘플을 생성하였다. 광물 코팅된 메시는 사이즈 또는 수퍼사이즈 코팅으로 추가로 코팅될 수 있다.

실시예 7:

별 모양 패턴을 갖는 스텐실을 사용하여 별 모양 응집체를 제조하였다.

별 모양 패턴을 갖는 스텐실을 2 인치 폭의 마스킹 테이프로 이형 라이너(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 지정 브랜드 3M™ 실리콘 세컨더리 이형 라이너(Silicone Secondary Release Liner) 4997로 구매가능함)의 조각 상에 고정시켰다. 60 g의 트리스-(2-하이드록시에틸)-아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트(미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Co.)로부터 입수가능한 SR368로 표기됨), 0.6 g의 광개시제(미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corp.)으로부터 입수가능한 이르가큐어(Irgacure) 369로 표기됨), 및 39.4 g의 포타슘 플루오로보레이트(미국 뉴저지주 파라머스 소재의 에이더블유에스엠 인더스트리즈(AWSM Industries)에 의해 공급됨)를 포함하는 본딩 수지 혼합물을 스텐실을 통해 이형 라이너 상에 패턴 코팅하였다. 스텐실을 이형 라이너로부터 제거한 후, 10부의 P220 등급 삼각형의 형상화된 연마 그레인 및 90부의 P220 등급 파쇄된 알루미나 산화물 그레인(프랑스 파리 소재의 이머리스(Imerys)로부터 입수가능함)을 포함하는 블렌드 광물을 패턴 코팅된 이형 라이너 표면 상에 드롭-코팅하였다. 코팅된 수지 및 광물과 함께 이형 라이너를, 고출력으로 설정된 2개의 600 와트 "D-유형" 퓨전(Fusion) 램프가 구비된 모델# DRE 410 Q UV-경화 챔버(미국 메릴랜드주 게이더스버그 소재의 퓨전 유브이 시스템즈(Fusion UV Systems))에 통과시킴으로써 경화시켰다. 경화된 별 모양 연마 응집체를 라이너로부터 이형시켰다. 이는 도 17a 및 도 17b의 샘플을 생성하였다.

실시예 8:

육각형 형상의 패턴을 갖는 스텐실을 사용한 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 절차를 사용하였다. 이는 도 17c 및 도 17d의 샘플을 생성하였다.

Claims

스트랜드(strand)들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함하는 천 기재(fabric substrate);
천 기재에 접합된 라미네이트;
천 기재 반대편의 라미네이트에 접합된 경화된 수지 조성물;
경화된 수지 조성물에 접합된 연마 입자; 및
천 기재 내의 제1 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간
을 포함하는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 라미네이트는 스트랜드 주위를 적어도 부분적으로 감싸서 제1 공극 공간 및 제2 공극 공간을 개방된 채로 남겨두는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 라미네이트는 제1 공극 공간 위에 경화된 수지 조성물이 없을 때 제1 공극 공간을 피하는, 연마 물품.
제3항에 있어서, 라미네이트는 오직 스트랜드 위에 연장되는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 라미네이트는 공간 위에 경화된 수지 조성물이 있을 때 제1 공극 공간을 덮는, 연마 물품.
제5항에 있어서, 경화된 수지 조성물은 제1 공극 공간 위의 라미네이트를 지지하는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 천 기재는 라미네이트에 접합된 제1 면; 및 제1 면 반대편의 제2 면을 포함하는, 연마 물품.
제7항에 있어서, 제2 면은 2-파트 후크-루프(hook and loop) 부착 시스템의 하나의 파트를 포함하는, 연마 물품.
제7항에 있어서, 천 기재는 제1 면의 총 표면 영역의 일부를 적어도 포함하는 제1 표면 영역을 포함하는, 연마 물품.
제9항에 있어서, 라미네이트는 제1 표면 영역 위에 연장되고, 제1 총 표면 영역과 동일한 제2 총 표면 영역을 포함하는, 연마 물품.
제9항에 있어서, 경화된 수지 조성물은 제1 표면 영역 내에 위치되고 제2 총 표면 영역보다 작은 제3 총 표면 영역을 포함하는, 연마 물품.
제11항에 있어서, 제3 총 표면 영역은 연속 또는 불연속 중 하나인, 연마 물품.
제1항에 있어서, 수지는 라미네이트보다 높은 융점을 갖는, 연마 물품.
제13항에 있어서, 라미네이트는 고온-용융 가능한 재료를 포함하는, 연마 물품.
제14항에 있어서, 고온-용융 가능한 재료는 고온-용융 가능한 폴리에스테르를 포함하는, 연마 물품.
제13항에 있어서, 경화된 수지 조성물은 페놀 수지의 경화물을 포함하는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 천 기재는 직조 또는 편직 재료를 포함하는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 연마 입자는 응집된 연마 입자를 포함하고, 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 연마 물품.
제19항에 있어서, 응집된 연마 입자는 형상화된 응집된 연마 입자이고, 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형(star), 또는 초승달형을 포함하는, 연마 물품.
제19항에 있어서, 응집된 연마 입자는 천 기재 상에 소정의 패턴으로 배열되는, 연마 물품.
제19항에 있어서, 응집된 연마 입자는 천 기재 상에 랜덤하게 배열되는, 연마 물품.
제1항에 있어서, 사용 중일 때, 연마되는 표면으로부터 연마 물품을 통해 분진이 제거될 수 있도록, 공기가 0.5 L/s 이상의 유량으로 물품을 통해 유동하는, 연마 물품.
라미네이트를 천 기재에 접합시키는 단계;
경화성 수지 조성물을 천 기재 반대편의 라미네이트에 접합시키는 단계; 및
연마 입자를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계
를 포함하며;
천 기재는 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제20항에 있어서, 경화성 수지 조성물을 경화시켜 경화된 수지 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제21항에 있어서, 경화는 천 기재 내의 제1 공극 공간과 부합하는, 라미네이트를 통해 연장되는 복수의 제2 공극 공간을 생성하는, 연마 물품의 제조 방법.
제24항에 있어서, 연마 입자는 응집된 연마 입자를 포함하고, 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제20항에 있어서, 응집된 연마 입자는 형상화된 응집된 연마 입자이고, 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형, 또는 초승달형을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제28항에 있어서, 연마 응집체를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계는 연마 응집체를 소정의 패턴으로 침착시키는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제28항에 있어서, 연마 응집체를 경화성 수지 조성물에 접합시키는 단계는 연마 응집체를 랜덤하게 침착시키는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 복수의 스트랜드를 포함하는 천 기재;
복수의 스트랜드에 본딩된 접착제를 포함하는 접착제 층; 및
접착제 층 내에 매립된 연마 입자
를 포함하는, 연마 물품.
제31항에 있어서, 접착제 층은 열 활성화 접착제를 포함하는, 연마 물품.
제31항에 있어서, 연마 입자는 파쇄된 연마 입자, 판상 연마 입자, 성형된 연마 입자, 형상화된 연마 입자, 또는 부분적으로 형상화된 연마 입자인, 연마 물품.
제31항에 있어서, 연마 입자는 응집된 연마 입자를 포함하고, 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 연마 물품.
제31항에 있어서, 응집된 연마 입자는 형상화된 응집된 연마 입자이고, 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형, 또는 초승달형을 포함하는, 연마 물품.
제35항에 있어서, 연마 응집체는 접착제 층 내에 소정 패턴으로 매립되는, 연마 물품.
제36항에 있어서, 연마 응집체는 접착제 층 내에 랜덤하게 매립되는, 연마 물품.
천 기재에 접착제 층을 적용하는 단계 - 여기서, 천 기재는 스트랜드들 사이에 제1 공극 공간을 형성하는 스트랜드를 포함하고, 접착제 층은 접착제가 오직 스트랜드에만 실질적으로 접착되고 공극 공간 내로 실질적으로 연장되지 않도록 적용됨 - 와;
연마 입자가 접착제 층 내에 부분적으로 매립되도록 접착제 층에 복수의 연마 입자를 적용하는 단계
를 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 접착제 층은 열 활성화 접착제를 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 접착제 층을 적용하는 단계는 천 기재를 접착제 층과 라미네이팅하는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 접착제 층을 가열하는 단계를 추가로 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 복수의 연마 입자를 적용하는 단계는 연마 입자를 드롭-코팅(drop-coating)하는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제42항에 있어서, 연마 입자는 가열되는, 연마 물품의 제조 방법.
제42항에 있어서, 접착제 층은 가열되는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 사이즈 코트(size coat)를 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 수퍼사이즈 코트(supersize coat)를 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제38항에 있어서, 연마 입자는 응집된 연마 입자를 포함하고, 응집된 연마 입자는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제47항에 있어서, 응집된 연마 입자는 형상화된 응집된 연마 입자이고, 형상은 구각형, 팔각형, 칠각형, 육각형, 삼각형, 평행사변형, 마름모꼴, 직사각형, 정사각형, 오각형, 원형, 타원형, 하트형, 십자형, 화살표형, 별형, 또는 초승달형을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제48항에 있어서, 접착제 층에 연마 응집체를 적용하는 단계는 연마 응집체를 소정의 패턴으로 침착시키는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.
제48항에 있어서, 접착제 층에 연마 응집체를 적용하는 단계는 연마 응집체를 랜덤하게 침착시키는 것을 포함하는, 연마 물품의 제조 방법.