KR820001048B1 - 저밀도 연마재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저밀도 연마재의 제조방법

제1도는 본 발명의 연마재를 제조하는 방법과 그를 위한 장치의 계략도.

제2도는 본 발명의 방법의 일부분을 나타낸는 제1도 일부의 확대 세부도.

제3도는 본 발명에 따라 제조된 연마재를 나타내는 확대 사시도.

제4도는 제3도의 4-4선에 따른 단면도.

제5도는 본 발명에 따라 제조된 연마재의 다른 실시예의 사시도.

제6도는 본 발명에 따라 제조된 연마재의 또 다른 실시예의 사시도 이다.

본 발명은 자생적(autogenous)으로 접합된 연속적이고 파상(波狀)의 상호 결합된 필라멘트의 웨브를 사용하는 신규의 저밀도 연마재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

예를 들어 항아리 및 남비의 오염된 표면을 닦아내거나 또는 다른 목적을 위한 저밀도 연마재의 사용은 공지된 것이다. 그러한 제품은 그들이 연마 입자를 함유하는 결합제에 의해 서로 교차하고 접촉하는 지점에서 서로 접합되고 불규칙하게 배치된 스테이플 파이버로 형성된 숭고성(lofty)있는 부직 매트(mat)이다.

그 스테이플 파이버는 크림프(crimp)가 부여되고, 숭고성매트를 형성하도록 웨브-성형기에 공급된다. 그러한 연마재의 매우 성공적인 실시예의 하나는 미국 3엠 컴페니에 의해 등록상표 "스콧치-브라이트(Scotch-Brite)"하에 판매되고 있는 것이다.

그러한 연마재는 상업적으로 우수한 성공을 거두었으나, 그들의 제조에 요구되는 장치에서 상당한 투자를 요한다. 예를 들어, "란도-웨버(Rando-Webber)" 웨브 성형기는 수천달러의 값을 갖는다. 또한, 그러한 연마재의 웨브를 형성하는 섬유는 스테이플 파이버를 형성하도록 절단되고 생성된 웨브에 필요한 정도의 숭고성을 부여하도록 크림프가 부여된다. 이들 각 단계는 값이 비싸고 많은 시간을 요한다.

본 발명은 웨브의 필라멘트들을 서로 부착 접합시키는 질긴 결합제 수지와 필라멘트의 표면에 웨브 전체에 걸쳐 균일하게 분산된 다수의 연마 미립자를 함유하고, 자생적으로 접합되고 연속적이고 파상의 상호 결합된 필라멘트의, 균일한 단면을 가지고 표면이 대개 평편하고 개방되고 다공성이며 숭고성 있는 웨브로 저밀도 연마재를 제조하는 방법을 제공한다.

그 웨브는 최소한 1층의 필라멘트를 가지며 여러 층으로 구성될 수도 있다. 각 필라멘트 층은 높은 항복 강도의 필라멘트 형성 물질로된 다수의 3차원적으로 불규칙한 파상으로 된 필라멘트로 구성된다. 1층 이상일 때 층들내 그리고 층들 사이의 인접 필라멘트들이 서로 접촉하는 대부분의 부분에서 상호 결합되고 자생적으로 접합되어 있다. 결합제 수지는 피복 가능한 액체 조성물을 제공하도록 처음에는 액체이고, 피복된 다음, 웨브를 손상시키지 않는 상태하에서 접착 물질로 경화된다. 경화된 결합제 수지는 최소한 210kg/㎠의 인장 강도와 최소한 180%의 신도와 최소한 약 40의 쇼오 D경도를 갖는다.

본 발명의 연마재 제조 방법은 인접 필라멘트들이 서로 접촉하는 곳에서 상호 결합되고 대부분의 부분에서 자생적으로 접합되고 높은 항복 강도의 필라멘트 형성 열가소성 유기 물질의 다수의 3차원적으로 파상인 필라멘트로 구성된 최소한 1층을 갖는 균일한 단면을 가지며 개방 다공질이고 숭고성의 연속 필라멘트 웨브를 형성하고, 최소한 약 210kg/㎠의 인장 강도, 최소한 약 180%의 신도 및 최소한 약 40의 쇼어 D경도를 갖는 강하고 질긴 접착 물질로 경화될 수 있고 초기에 액상인 제1수지 결합제에 의해 웨브 전체에 걸쳐 연마 미립자를 부착시키는데 충분한 습식 피복을 제공하도록 상기 웨브를 피복하고, 수지 피복된 웨브 전체에 다수의 연마 미립자를 배치시키고, 상기 제1결합제 수지 피층을 경화시키고, 경화된때 필라멘트의 표면의 연마 미립자를 노출시키고 또한 상기 제1결합제 수지와 함께, 필라멘트에 연마 미립자를 그리고 필라멘트를 서로를 견고히 접착 결합시키는 피복층을 제공하도록, 최소한 약 210kg/㎠의 인장강도 : 최소한 약 180%의 신도, 최소한 약 40의 쇼어 D 경도를 갖는 강하고 질긴 접착 물질로 경화될 수 있고 초기에 액상인 제2결합제 수지로 상기 연마 미립자 피복 웨브를 피복하고, 상기 제2결합제 수지를 경화시키는 단계들로 구성되어 있다.

본 발명의 많은 잇점 및 특징은 첨부 도면을 참조하여 기술된 하기 설명으로 부터 상세히 이해될 수 있다.

제1 및 2도에 도시된 바와 같이, 필라멘트-형성 합성 유기 물질이 응용 상태로 가열되고 압출 방사구금 10으로 부터 압출된다. 그 압출방사구금은 자유 낙하 필라멘트 11을 제공하도록 최소한 일렬의 개구부를 가지고 있다. 필라멘트 11은 그들이 자생적으로 접합된 웨브 13을 형성하도록 욕조 12의 표면에 또는 그 표면에 가까이에서 코일로 형성되고 파상으로 되는 냉각 욕조 12내로 공기 공간을 통하여 자유 낙하된다. 영구적으로 변형되도록 충분히 가소성이 있을때 웨브 13이 평활한 표면을 갖는 대향하는 로울러 14와 15사이에 통과 되었다. 그 로울러들은 평편한 표면을 갖는 웨브 13a를 제공하도록 배치된 로울러 표면으로부터 돌출한 균일한 간격의 스파이크 28을 가질 수 있다. 다음, 웨브 13a는 로울러들 중 하나, 예를 들어 로울러 15의 주위를 지나 냉각 욕조 12로 부터 제거된 다음, 유동(idler)로울러 16위를 통과하고 1쌍의 안내로울러 17사이를 지나 건조실, 예를 들어 가압공기 오븐 18를 통과되면서 잔여액을 제거하고, 로울 피복실 19를 지나면서 액체인 경화성 수지 결합제 20이 적용된다. 균일한 피복을 행하는 한 어떤 다른 통상의 웨브 피복 기술이 웨브 피복에 사용될 수 있다. 예를 들면, 침지 피복 및 분무 피복이 사용될 수도 있다. 그 후, 습윤 피복된 웨브는 연마 미립자로 웨브의 일측부를 피복하도록 연마 미립자 퇴적실 21아래를 통과하고 웨브 표면이 반전 되도록(즉, 저부측이 상향하도록)적당한 유동 로울러 21a, 21b, 21c 및 21d 주위를 돌아 S형으로 통과된다 다음, 미립자로 균일하게 피복된 웨브를 형성하도록 웨브의 다른 표면이 제2연마 미립자 퇴적실 22아래를 통과하게 된다. 다른 연마 미립자 적용 또는 피복장치가 사용될 수도 있다. 예를 들면, 모래분사에 사용되는 것과 분무방법, 또는 정전기 피복법 등에 의해 적용될 수 있다.

미립자 피복웨브는 제1수지 피복층을 경화시키도록 경화실, 예를 들면 가압공기 오븐 23을 통과하고, 제2수지 피복이 분무실 24와 같은 적당한 장치에 의해 적용될 수 있다. 그 분무실 24는 웨브 표면에 연마 미립자를 그리고 필라멘트들 서로를 접합하는 다량의 결합제 물질을 웨브의 상하 표면에 분무한다. 제2결합제 피복량은 연마입자를 완전히 덮지 않도록 제한 되어야 한다. 피복 후, 웨브는 제2경화실, 예를 들면 가압공기 오븐 25를 통과하며 절단실 26으로 들어가서 소망의 형태 27로 절단된다.

본 발명의 방법에 따른 연마재의 일반 형태는 제3, 5 및 6도에 나타난 것들을 포함한다. 제3도는 장방형 연마재 30을 나타내며 제5도는 고리형 연마재 50을 나타낸다. 제6도에 도시된 연마재는 제2수지 결합 결합제 적용후 제2경화 단계전 웨브의 여러층을 퇴적시키고, 그 퇴적물을 압착하고, 원통 60과 같은 다양한 형태의 것중 어느 한 형태로 절단 될수 있는 비교적 밀도가 있는 연마재를 제공하도록 경화시킴에 의해 만들어진다.

본 발명의 방법의 유일한 특징은, 연마재가 기본 성분들 즉, 필라멘트-형성 물질, 액체 경화성 결합제, 연마 미립자로 부터 직접 연속 공정으로 성형될 수 있다는 것이다. 즉, 열가소성 필라멘트-형성 유기물질이 별도의 섬유 절단 공정, 크림프 형성, "란도-웨버" 웨브제조 장치와 같은 장치를 요하는 웨브제조공정을 요함이 없이 숭고성 있고 개방 다공성의 필라멘트 웨브로 직접 압출될 수 있다.

다음, 결합제 수지 및 연마 미립자가 웨브에 적용되어 연마재 완성품이 제공된다.

본 발명에 사용된 웨브 제조 방법에서, 필라멘트-형성 열가소성 유기 물질은 방사구금 헤드를 가진 압출기에 삽입된다. 그 방사 구금 헤드는 동일한 간격을 가지고 떨어진 최소한 1열, 바람직하게는 다수의 열의 다수의 개구부들을 가지고 있다. 다음, 용융 필라멘트의 열 또는 열들이 압출되어 대기 공간을 통해 짧은 거리만큼 자유 낙하된 다음 냉각 욕조로 들어간다. 그 필라멘트들이 냉각 욕조로 들어갈때 그 필라멘트들은 코일 및 파형을 형성하기 시작하고 용융 필라멘트의 흐름에 저항을 부여하여 욕조 표면 바로 위에서 용융 필라멘트가 동요하도록 한다.

필라멘트가 형성되는 압출 개구부의 간격은, 용융 필라멘트가 욕조 표면에서 코일 및 파형을 형성할때 인접 필라멘트 들이 서로 접촉하도록 결정된다. 코일 및 파상의 필라멘트는 그 코일 및 파형 형성시 충분히 점착성을 가지며, 필라멘트가 접촉할 때, 서로 양호하게 자생적으로 결합되어 숭고성 이고 개방 다공성의 필라멘트 웨브를 형성한다.

다음, 웨브는 냉각 욕조의 표면 아래 떨어져 배치된 대향 로울러 사이에서 냉각 욕조로 들어가며, 그 냉각 욕조에서, 집적된 매트의 필라멘트들은 로울러들 사이를 통과할 때 영구적으로 변형 되는데 충분한 열가소성을 가진다. 이들 로울러들은 동일 속도이나 반대 방향으로 회전하여, 필라멘트가 코일 및 파형을 형성하고 서로 자생적으로 접합되는 지역으로 부터 필라멘트 웨브를 송출한다. 또한, 로울러들은 웨브가 평편한 표면을 갖도록 어떤 불균일한 표면을 평활하게 하는데 충분한 약간의 압력으로 웨브 표면과 접촉하도록 하는 간격으로 떨어져 있고, 그 로울러들은 웨브의 균일성을 변경시킬 만큼 밀접하여 있지 않다. 즉, 로울러 접촉은 웨브의 어느 한 표면에서 필라멘트의 밀도를 높게하지 않는다. 대신, 웨브는 로울러들 사이를 통과한 후 균일한 단면을 갖는다. 이를 위해, 로울러들의 표면은 평편한 웨브 표면을 형성하도록 평활한 것이 바람직하다. 평편한 표면 위의 것을 가진 연마재도 유용할 수 있기 때문에, 로울러 표면이 연마재의 표면을 개조하도록 어떤 다른 형상으로 될수도 있다. 예를 들면, 주름이 형성된 표면을 가진 로울러는 주름진 표면을 갖는 웨브를 형성한다.

또한, 로울러 표면은, 보다 확고한 웨브 취급을 제공하도록 그의 표면에 균일하게 배치된 스파이크들을 가지는 것이 바람직하다. 로울러들은 압출 속도보다 느린 표면 속도로 회전되어 필라멘트가 코일 및 파형으로 형성되는데 충분한 시간을 제공하여 각 필라멘트에 높은 정도의 파상을 갖는 숭고성 있는 웨브를 형성한다. 즉, 실제 필라멘트 길이와 웨브 길이의 비는 4 : 1-8 : 1이 일반적이다.

이 공정에 의해, 각 필라멘트가 그의 전체 길이에 걸쳐 규칙적으로 코일이 형성되고 파형으로 된 웨브가 제조된다. 즉, 실제 필라멘트 길이와 웨브 길이의 비는 변경되지 않은 공정 조건에서는 실재로 일정하다. 각 필라멘트의 파형은 통상 불규칙하지만, 규칙적인 나선 코일형의 필라멘트를 제조하도록 그 공정을 조정하는 것도 가능하다.

그 불규칙한 필라멘트 파상은 방사 구금의 개구부의 형태에 의해 제공되는 형태로 웨브에서 필라멘트를 불규칙하게 고리를 형성하거나 꼬이게 하거나 만곡시키는 특징을 갖는다. 1열 이상의 필라멘트가 압출될때, 코일상으로 파형인 필라멘트 층을 가진 웨브가 제조되며, 각 층은 압출된 필라멘트의 열을 나타낸다. 또한 각 층은 웨브에서 다소 많은 어려움이 있으나 식별할 수 있다. 층들사이의 인접 필라멘트들은 그들이 서로 접촉하는 대부분의 부분에서 서로 자생적으로 접합된다. 그 웨브의 이러한 형상이 제4도에 도시되어 있고, 그 도면은 파상의 필라멘트 45의 4개의 열 41, 42, 43 및 44를 나타낸다. 외측열 41 및 44는 각각 거의 평편한 표면 46, 47을 가지고 있다.

저밀도 연마재를 형성하는 숭고성 웨브를 제공하도록 압출되는 필라멘트 형성 물질은, 필라멘트를 형성하도록 압출구를 통해 압출될 수 있는 유기 열가소성 중합체 물질이다. 그 열가소성 물질은, 연마재로서의 장기 사용에 필요한 정도의 강인성을 제공하도록 최소한 210kg/㎠의 높은 항복 강도를 갖는다. 본 발명에 따라 연마재웨브의 필라멘트를 형성하는데 특히 유용한 중합체 물질은 폴리카프로락탐 및 폴리헥사메틸렌아디프아미드(예를 들면, 나일론 6 및 나일론 6, 6)와 같은 폴리아미드이다. 다른 유용한 필라멘트 형성 중합체 물질은 폴리올레핀계(예를 들면, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌), 폴리에스터계(예를 들면, 폴리에틸렌 테리프탈레이트), 폴리카보네이트, 등을 포함한다.

상술한 방법에 의해 제조된 웨브는 연마재로 특히 유용한데 이는, 웨브가 마멸물질로 충만되어 그의 연마성을 저해하는 일이 없이 (예를 들어, 다량의 마멸물질이 생성되는 지역에서), 연마재의 장기 사용을 허용하도록 웨브가 개방 다공성이고 승고성이 있기 때문이다. 개방성 및 숭고성의 정도는, 미피복된 상태에서 웨브 공간 체적이 최소한 약 80%(바람직하게는 약 85%-약 97%)이다는 것에 의해 증명된다. 수지 결합제로 피복하면, 웨브는 상당한 정도의 구조적 강도를 갖으며, 그러한 구조적 강도에 의해 연마재가 장기 사용될 수 있다.

로울러의 표면 평면화 효과는, 표면이 개방되어 있으나 웨브를 구부리거나 개조함이 없이 평편한 표면에 사용할 수 있는 평편한 면을 갖는 독특한 연마 구조를 제공한다. 또한, 수지 결합제 피복층 및 연마 미립자를 갖더라도 웨브는 높은 가요성 및 적합성을 가지며, 사용될 대부분의 표면에 적합하다.

웨브는 다양한 두께로 만들어질 수 있으나 방사구금의 구조와 경제적 이유에 의해서만 제한된다. 연마재에 유용한 일반적인 웨브 두께는 약 0.6-약 8cm이다.

상술한 방법에 의해 만들어진 웨브내 필라멘트들의 직경은 웨브 제조공정의 개조에 의해 변경될 수 있다. 일반적으로 본 발명에 따른 연마재에 유용한 웨브를 위한 필라멘트 직경은 약 0.1-3.2mm이며, 0.25-0.5mm가 바람직하다. 그러한 제품은 10.1-3.2mm의 방사구금 압출 개구부에 의해 제조된다. 그 개구부들은 전술한 바와 같이 열지어 있고, 만족한 결과를 제공하도록 최소한 약 0.25cm 떨어져 있다. 인접 열들의 개구부들은, 개구부들이 정렬되어 있을때 방사구금이 적절히 작업을 행할수 있을지라도 서로로 부터 편기되어 있어도 좋다. 냉각된 웨브내 필라멘트의 직경이 압출구의 직경과 동일할 필요는 없다. 표면 장력에 의해 압출구 근처에서 용융 필라멘트가 두껍게되는 일이 있을 수 있다. 또한 압출구와 냉각욕조 표면사이 자유 낙하지역의 감쇠(attenuation)에 의해 필라멘트 직경 감소가 일어날 수 있으며, 그 감쇠는 자유낙하 높이가 증가할때 증가한다. 자유낙하 높이는 만족한 제품을 제조하도록 약 5-약 50cm에서 변경될 수 있다. 그 자유 낙하 높이가 10-40cm인 것이 일반적이다.

이 연마재의 제조에 이용되는 바람직한 결합제 수지는 피복성 조성물을 제공하도록 액상으로 되어 있으며, 그 수지는 경화되어 적극적인 사용상태하에서도 웨브에 연마 미립자를 접착 결합시킬 수 있는 질긴 접착 물질을 형성한다. 그 경화된 수지 결합제는 최소한 210kg/㎠의 인장강도와 최소한 180%신도와 최소한 40의 쇼어 D경도를 갖는다.

이들 최소의 물리적 성질 요구에 맞지 않는 물질은 장기간 사용될 수 있는 제품을 제공하지 못한다.

바람직한 수지 결합제 물질은 예를 들어 L-42, L-83, L-100, L-167, L-200, L-213, L-300, L-315와 같은 등록상표 "아디프렌" L타입으로 판매되는 것과 같은 이소시아네이트 예비 중합체 물질로 제조될 수 있는 폴리우레탄이다. 그 물질은 4,4'-메틸렌-비스 2-클로로아닐린(등록상표 "MOCA"하에 판매됨)으로 경화될 수 있다. 이들 예비 중합체 물질의 반응성 이소시아네이트 기는 4,4'-메틸렌-비스 아닐린(화학명 : P,P'-메틸렌 디아닐린)으로 경화될 수 있는 액체 물질을 제공하도록 케록심 또는 페놀과 같은 차단제(blocking agent)로 차단될 수 있다. 이들 물질은 약 100℃-약150℃의 온도로 가열함에 의해 경화되어, 요구되는 물리적 성질을 갖는 경화된 결합제 수지를 형성하며, 그들 물질은 처음에는 액상이며 전술한 방법에 사용되는데 충분한 수명을 갖는다. 경화되지 않고 차단되지 않은 예비중합체 물질은 약 3%-약 10%의 공칭 NCO함량과 30℃에서 약 6000cps-약 30,000cps의 공칭 점도와 25℃에서 약 1.03-약1.15의 비중을 갖는다. 경화된 수지 우레탄 물질은 일반적으로 약 210kg/㎠-약 770kg/㎠의 인장강도, 약 180%-약 800%의 신도, 약 40-80의 쇼어 D경도를 갖는다.

수지질의 결합제 물질의 양은 긴 수명의 연마재를 제공하도록 웨브전체에 연마 미립자를 접착 결합시키는데 충분하여야 하나, 연마재 자체를 완전히 덮지 않도록 제한된다. 그리하여, 연마 입자의 크기가 변할때, 사용되는 결합제 수지의 양에 약간의 개조가 요구될 수 있다. 예를 들면, 작은 연마 입자는 얇은 결합제 층을 요한다. 웨브의 필라멘트표면에 연마 미립자를 결합하는 외에, 수지질의 결합제 물질이 웨브자체를 형성하는 필라멘트의 부가적인 결합을 제공한다. 이들 필라멘트가 웨브 형성 작업시 서로 자생적으로 접합되지만, 그 필라멘트는 연마입자에 큰 기계적 힘이 가해지는 분리조작을 받는다. 연마 미립자를 접합하도록 적용된 수지 피복을 역시 긴 수명의 연마재를 제공하도록 접촉 필라멘트를 사이에 접착 결합을 제공한다.

상술한 물리적 성질을 갖는 결합제들만이 유용한 연마재를 제공함이 아주 놀랍게 발견되었다. 요구되는 이들 물리적 성질은 저밀도 연마재의 생산에 통상 사용되는 모든 접착 결합제 수지에 해당되는 것이 아니다. 예를 들면, 페놀 수지 및 어떤 에폭시 수지와 같은 일반적으로 사용되는 결합제 수지는 그의 매우 짧은 유효 수명에 의해 나쁜 내구성을 갖는 연마재를 형성한다.

본 발명의 실시에 사용되는 연마 미립자는 연마재 기술에 현재 사용되는 공지의 연마 물질일 수 있다. 그 연마 입자크기는 10-600그리트(grit)(평균직경 0.01-2mm)이며, 그 연마 미립자를 형성하는 물질은 모스(Mohs)경도 4-10을 갖는다. 유용한 연마 미립자를 제공하는 광물의 예로서는, 경석, 황옥, 석류석, 알루미나, 금강사, 탄화실리콘, 산화 지르콘 및 다이아몬드가 있다. 또한 연마재는 여러 입자크기의 혼합물, 균일하게 결합된 다른 연마물질, 또는 다른 크기, 경도의 연마 물질을 포함할 수도 있다. 적당한 연마물질을 선택함에 의해 특정 적용에 따라 연마재를 개조할 수 있다.

이 연마재는 청구의 범위를 벗어남이 없이 다른 방법으로 개조될 수 있다. 예를 들면, 금속 작업 윤활제(예를 들면, 그리이스, 오일, 스테아린산 금속)과 같은 일반적으로 알려진 첨가제 물질이 연마-결합제 피복층에 사용될 수 있다. 그러한 첨가제는 필라멘트에의 부착을 저해하지 않도록 제2결합제 피복 공정시 부가된다.

이 연마재는 부직 연마제품에 있어서와 같은 다양한 형태들중 어느 한 형태일 수 있다. 예를 들면, 그 연마제품은 장방형 패드 또는, 중앙 구멍이 있는 디스크형일 수 있다. 그들 제품은 장방형과 같은 형태로 절단되고, 플랩휘일(flap wheel)을 제공하도록 회전 허브의 외주 주위에 장착될 수 있다. 또한, 다른 형태들이 예기되기도 한다.

본 발명 방법에 따른 연마재는 다른 층에 적층되어 개조된 연마제품을 제공할 수 있다. 예를 들면, 그 연마재는 이중 청소 기능을 제공하거나 또는 완충 층을 제공하도록 기포 또는 스폰지에 적층될수 있다.

각종 장착장치 또는 핸들중 한가지가 연마재에 적용되어, 제거 가능하거나 또는 영구적으로 부착된 핸들을 가질 수 있는 청소 도구를 제공하도록 할 수 있다.

이 연마재는 각종 상황중 어떤 한가지에 사용될 수 있는 적극적인 청소 도구이다. 그 연마재는 시판되는 부직 연마제품보다 더 많은 개구부를 가지고 있어, 사용시 생성되는 어떤 다른 잔여 물질 또는 부스러기가 부착되는 일이 없게 된다. 그리하여 그들 연마재는 통상의 부직 연마재보다 매우 오랫동안 사용될수 있다. 큰 연마 광물입자들이 웨브의 필라멘트들이 견고히 결합된때, 시판되는 부직 연마제품이 사용될 수 없거나 성능이 뒤떨어지는 상황에서도 유용하고 효과적인 개방다공성의 연마제품이 제조됨이 발견되었다. 예를 들면, 이들 연마재는 도로 표시판으로부터 광반사 시이트 물질상의 두껍고 단단하며 질긴 피복 물질들을 제거하고 금속 표면으로 부터 열처리 산화물을 제거한다. 이 연마재는 최적으로 균형을 이룬 필라멘트 강도, 수지강도, 연마 광물접착성을 가지며 따라서 마모에 따라 새로운 연마 광물 입자가 일정하게 노출되어 연마재가 그의 전체 수명에 걸쳐 일정하게 사용되도록 한다.

이 연마재는 다음 상황에서 즉, 금속 및 목재표면에서 페인트를 제거하고, 철봉 및 원형톱날로 부터 열처리 산화물을 제거하고, 용접전 보일러 열교환 튜브로 부터 두꺼운 보호그리이스 피복층 및 산화물 피복층을 제거하고, 수선 조작시 강철 코일로부터 녹, 먼지, 오염물을 제거하고, 용접된 부분품들의 표면으로부터 슬래그(slag) 및 산화물을 제거하고, 폴리카보네이트를 플라스틱으로 형성된 것들과 같은 플라스틱 시이트들의 개질시 보호 종이 피복물 및 단단한 플라스틱 피복물을 제거하는 것과 같은 상황들에서 종래의 부직 연마제품에 비해 우수한 방식으로 사용될 수 있다.

본 발명을 여러 실시예들에 의해 더 상세히 설명하며, 그 실시예들에서 모든 부(部)는 별도 명시가 없는 한 중량부를 나타낸다.

[실시예 1]

폴리카프로락탐 중합체("B-203"으로 다우-바디시 코오포레이숀에 의해 판매되는 나일론6)(106kg/㎠의 항복 강도, 623kg/㎠ 인장강도를 가짐)가 0.51cm씩의 일정한 간격을 가지고 떨어진 4열로 배치된 640개의 개구부(직경 0.51mm)를 가지는 50.8cm길이의 방사구금을 통해 35kg/㎠의 압력으로 압출되었다. 그 방사구금은 약 260℃로 가열되었고 냉각 욕조의 표면위 약 23cm에 배치되었고, 그 냉각 욕조에는 분단 1.9리터의 비율로 15℃-20℃의 물이 연속적으로 공급되고 방류되었다.

그 방사구금으로 부터 압출된 필라멘트는 냉각 욕조에 낙하되고, 반대 방향으로 회전하는 직경 8.6cm, 길이 51cm의 표면이 평활하고 스파이크가 부착 로울러들 사이에서 파형 및 코일형상으로 되었다. 각 로울러는 그의 만곡 표면에 직경 0.2cm, 높이 0.03cm의 원통형 스파이크들을 가지고 있고, 그 스파이크들은 각 열들사이에 2.54cm의 간격을 가지고 있고, 인접열에 대해 편기되어 있다. 양 로울러들은 그들의 회전축이 냉각 욕조의 표면 아래 2.54cm에 위치하도록 그 욕조내에 배치되었고, 그 로울러는 분당 3m의 표면 속도로 서로 반대 방향으로 회전 되었다. 그 로울러들은 양측부에 평편하지만 밀접되지 않은 표면을 제공하도록 압출된 웨브의 표면을 가볍게 압박하도록 조정되었다.

그 중합체는 시간당 81kg의 비율로 압출되어, 분당 약 18.2m의 비율로 각 압출구로 부터 필라멘트를 생성하고, 분당 3m의 속도로 4열의 코일 형상의 파형 필라멘트를 갖는 폭 51cm, 두께1.7cm의 웨브를 생산하였다.

평편한 표면을 가진 그 웨브는 균일한 두께와 단면을 가지며 그 두께가 약 1.7cm, 중량이 약 87㎎/㎠이었고 약 95%의 공간체적(void volume)을 가졌다. 필라멘트 직경은 평균 0.3-0.4mm이었다. 그 웨브는 스파이크가 부착된 로울러들의 하나의 주위를 돌아 냉각 욕조로 부터 배출되었고, 과잉의 물이 가열 공기(약 82℃)에 의한 건조에 의해 웨브로 부터 제거되었다.

건조된 웨브는 다음 성분들을 함유하는 액체의 경화성 수지조성물로 로울 피복 (roll coating)되었다.

그 성분들은 전체적으로 혼합되었고 피복층에 요구되는 정도로 그 정도로 조정하도록 크실렌이 사용되었고, 그 혼합물은 20cm 직경의 고무 로울러(50듀로미터)로 구성된 로울피복 장치에 의해 웨브에 적용되었으며, 상기 고무 로울러는 지지로울러에 웨브를 압압하고, 피복 혼합물을 함유하는 용기내에서 회전되어 분단 0.76m의 선속도로 건조 피복물 중량25mg/㎠를 제공하도록 그 피복 혼합물을 적용시켰다.

다음, 그 피복된 웨브는 평균 직경 650미크론의 36그리트(grit) 실리콘 카바이드 연마 미립자를 함유한 연마 미립자 공급 장치 아래를 각 측부에 1회씩 통과되고, 약 230mg/㎠의 연마미립자로 웨브 전체를 균일하게 피복했다. 다음, 그 웨브를, 결합제 수지를 경화시키도록 약 5분 30초 정도의 체류시간을 제공하도록 144℃로 가열된 경화오븐을 통과시켰다. 그 결과 제조된 웨브를, 웨브에 하기 분무 조성물을 적용하는 1쌍의 대향되고 수평 요동하는 스프레이 건을 가진 피복 장치를 통과시켰다.

다음, 그 피복층을 상술한 바와 같이 경화시켜 50mg/㎠의 건조 피복물 중량을 제공하도록 하였고, 그 결과 제조된 제품은 사용을 위해 적당한 크기로 절단하였다.

[실시예 2-12]

실시예 2-12는 실시예 1에 기술된 바와 같은 방법으로 본 발명에 따라 만들어진 또다른 연마재를 나타낸다. 각 수지의 타입, 피복물 중량 및 조성과, 연마 미립자의 타입, 크기 및 양과, 웨브의 크기, 타입, 중량 및 필라멘트 직경, 및 이들 실시예들을 위한 수지 경화 온도를 아래 표 1에 나타내었다.

표에 나타내어진 경화 온도는 제1수지 피복층과 제2수지 피복층에 모두 사용된 것이다. 표의 문자 A-E로 나타낸 수지 피복제는 표 다음에 기술한다.

[표 1]

수지피복제

A. 35중량부의 P,P'-메틸렌 디아닐린(각 NCO기에 하나의 NH₂기를 제공하는데 충분한)과 65중량부의 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(이후 "MDA"라 칭함)의 혼합물 34.5중량부로 경화된 약 1500의 분자량을 가지는 100중량부의 케톡심-폴리-1,4-부틸렌 글리콜 디이소시아네이트(등록상표 "아디프렌" BL-16하에 판매됨).

B. 15.2중량부의 MDA로 경화된 100중량부의 폴리-1,4-부틸렌 글리콜 디이소시아네이트(등록상표 "아디프렌" L-42하에 판매됨).

C. 19.9중량부의 MDA로 경화되고, 케톡심으로 차단된 반응성 이소시아네이트 기를 가지는 100중량부의 폴리-1,4-부틸렌 글리콜 디이소시아네이트(등록상표 "아디프렌" L-100하에 판매).

D. 85.6중량부의 MDA로 경화되고, 케톡심으로 차단된 반응성 이소시아네이트 기를 가지는 100중량부의 "아디프렌" BL-16과 116중량부의 "아디프렌" L-315.

E. 43.4중량부의 MDA로 경화되고, 케톡심으로 차단된 반응성 이소시아네이트 기를 가지는 100중량부의 폴리-1,4-부틸렌 글리콜 디이소시아네이트(등록상표 "아디프렌" L-315하에 판매).

본 발명에 따른 실시예들에서, 성능은 1세트의 직선 요동 강(鋼)블레이드들에 대해 디스크형 연마재 샘플을 회전시키는 것을 포함하는 4분 동안의 마모시험을 사용하여 평가되었다. 그 강 블레이드들은, 강직한 장착 블록위에 평행히 3.2cm의 연부들을 가지고 0.65cm 간격으로 장착된 21개의 3.2cm×8.3cm×0.1cm의 강 블레이드열로 구성되었다. 그 블레이드들은 45의 록크웰(Rockwell)C경도를 갖는 단단한 강으로 만들어졌다. 평가된 연마디스크는 5cm의 원통형 표면을 형성하도록 13cm의 플렌지들 사이에서 압착된 4개의 20cm 직경의 디스크형 연마제품으로 구성되었다. 그 압착된 디스크들은 그와 강블레이드 사이에서 4.6kg의 힘하에 1200rpm의 회전축에서 회전되었다. 그 디스크가 회전되었을 때, 블레이드들은, 블레이드열이 12초 주기로 14cm 길이로 이동되는 동안 블레이드열을 따라 직선 방향으로 요동되었다.

그리하여 모든 블레이드들의 단부가 접촉되었다. 각 평가시마다 4개의 디스크들이 시험되었다.

그 마모 시험에서, 블레이드의 전체 중량은, 연마재의 상대 절삭능력을 나타내도록 블레이드들로부터 절단 또는 제거된 물질의 양(표에서는 절단물 g으로 나타냄)을 측정하기 위해 시험전 후 측정되었다. 또한, 연마디스크의 백분비 중량 손실이 표에 나타내어져 있다.

본 발명에 따른 바람직한 연마재는 상기 시험을 위해 최소한 2.8g으로 절단되었다. 본 발명에 따른 바람직한 연마재에서의 백분비 중량 손실은 18% 이하이다.

Claims (1)

1. 인접 필라멘트들이 서로 접촉하는 곳에서 상호 결합되고 대부분의 부분이 자생적으로 접합된 높은 항복강도의 필라멘트 형성열 가소성 유기물질로된 다수의 3차원적으로 파상인 필라멘트로 구성된 최소한 1층의 개방 다공성이고 숭고성의 연속 필라멘트 웨브를 형성하고, 최소한 약 210kg/㎠의 인장강도, 최소한 약 180%의 신도, 최소한 약 40의 쇼어 D 경도를 갖는 접착물질로 경화될 수 있고 초기에 액상인 제1수지 결합제에 의해 상기 웨브를 피복하고, 그 수지 피복된 웨브 전체에 다수의 연마 미립자를 배치한 후 제1결합제 수지 피복층을 경화시키고, 상기 제1결합제 수지와 함께 필라멘트에 연마 미립자를 그리고 필라멘트들 서로를 견고히 접착 결합시키는 피복층을 제공하도록 상기 제1결합제와 유사한 설질을 갖는 제2결합제 수지로 상기 연마미립자 피복 웨브를 피복한 다음, 그 제2결합제 수지를 경화시키는 단계들로 구성된 것을 특징으로 하는 저밀도 연마재 제조방법.

Images