KR930007104B1 - 비연마 희석입자를 사용하는 피복된 연마제품 및 그 제조방법 - Google Patents

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Description

비연마 희석입자를 사용하는 피복된 연마제품 및 그 제조방법

본 발명은 연마입자 및 비연마 희석입자 양쪽을 포함하는 피복된 연마제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

피복된 연마제는 통상 이면판, 연마입자 및 결합 시스템으로 구성되고, 결합 시스템은 연마입자를 이면판에 유지하도록 작용한다. 통상의 피복된 연마제품에 있어서, 이면부는 소위 "메이크 코트(make coat)"라는 접착제 층으로 우선 피복되고, 그후 연마입자가 도포된다. 이렇게 해서 얻어진 접착제/연마제 조성층은 연마입자가 이면부에 충분히 유지될 수 있도록 응고되거나 세팅되어서, 소위 "사이즈 코트(size coat)"라는 제2접착제 층이 도포된다. 또한 사이즈 코트는 또한 세팅시 피복된 연마제품을 보강한다. 미분쇄 조제(grinding aid)를 함유하는 임의의 "수퍼사이즈 코트"는 응고된 사이즈 코트 상에 도포된다. 사용시, 사이즈 코트 및 수퍼사이즈 코트가 일단 경화되면, 얻어진 피복된 연마제품은 시이트, 롤, 벨트 및 디스크등과 같은 각종 생활용품으로 형성될 수 있다.

피복된 연마제품에 사용된 이면판은 종이, 중합필름, 천, 가황섬유(vulcaniged fiber), 비직조 웨브(nonwoven wed) 및 그 결합체 또는 처리된 변형물에서 선택된다. 통상 사용되는 연마입자는 플린트(flint) 가아닛(garnet), 에머리(emery), 실리콘 카아바이드, 용융산화 알루미늄, 세라믹 산화 알루미늄, 용융 알루미나-지르코니아, 용융 지르코니아, 다이아몬드, 다중 과립을 포함한다. 종래의 결합 시스템은 가죽아교, 페놀산, 에폭시, 아크릴산, 멜라닌, 우레탄, 우레아포름알데히드 또는 그 혼합물과 같은 아교질 또는 수지질 접착제로 이루어진다. 때로 첨가제가 접착제에 첨가되어 비용을 절약하고, 경화된 수지의 열 안정성 및 경도를 향상한다.

수년동안 피복된 연마제에 사용된 일차 연마입자는 용융 산화 알루미늄 및 실리콘 카아바이드였다. 이러한 것이, 용융 알루미나-지르코니아(상표명 NorZon, 매사츄세츠주, 워체스터의 NorTon compan사 제품) 및 알파 알루미나 주성분의 세라믹 물질(상표명 Cubitron, 미네소타 세이트폴의 3M사 제품)과 같은 "프리이미엄(premium)"연마입자의 발전에 의해 어느정도 변화된다. 이러한 프리이미엄 접착제 입자를 함유하는 피복된 연마제품은 용융 산화 알루미늄 또는 실리콘 카아바이드를 함유하는 피복된 연마제품 보다 스톡(stock)제거 응용시 더 잘 실행된다. 하지만, 용융 산화 알루미늄 및 실리콘 카아바이드에 비해 가격이 비싸므로, 용융 알루미나-지르코니아 및 알파 알루미나 주성분의 세라믹 물질은 피복된 연마제에 전용으로 사용되지는 않는다. 그래서, 그 실행을 만족시키지 않는 이러한 프리이미엄 연마제를 함유하는 피복된 연마제품의 가격을 줄일 필요가 있었다.

본 발명은, 크누우프 경도(knoop hardness)가 200이하인 비연마 무기 희석입자와 결합한 프리이미엄 연마입자를 사용하여 이상과 같은 목적을 달성하는 것이다. 희석입자의 첨가는, 프리이미엄 연마입자 반으로 이루어진 피복된 연마제품에 비해서, 같거나 향상된 성능을 가지는 저렴한 피복 연마제품을 제공하는 것이다.

연마제의 성능을 향상하고, 비용을 감소하기 위한 둘이상의 입자의 혼합은 잘 알려져 있다. 그러한 혼합의 예를들면, Kirchner등의 미국 특허 제2410506호에는, 고가의 다이아몬드 연마그릿이 비교적 저렴한 실리콘 카아바이드 연마그릿으로 희석된 피복 연마제를 기재하고 있다.

본 출원 양수인의 유럽 특허출원 EP228,856호(공개일 1987.7.15)에는, 비용을 줄이는 연마제품에 있어서 매끄러운 유리등과 같은 연마제로서 알려지지 않은 종래의 연마그릿 또는 물질보다 저렴한 혼합 연마그릿이 기재되어 있고, 이 혼합 연마그릿은 산화 알루미늄 및 이트륨을 함유하는 세라믹으로 형성된다.

Foot의 미국 특허 제3175894호에는 용융 알루미늄 연마입자 및 용융 지르코니아 연마입자의 혼합물로 이루어진 결합된 연마제가 개시되어 있다. 두 입자의 결합은 용융 알루미나 또는 용융 지르코니아의 어느 하나만으로 만들어진 제보다 우수한 성능특성을 가지는 연마제를 생산한다. 따라서, 고가의 용융 지르코니아를 연마제의 비용이 보다 낮은 저렴한 용융 알루미나 연마입자로 희석한다.

Hartmann의 미국 특허 제1830757호에는 결합되고 피복된 연마제가 개시되어 있으며, 이 연마제는 모르스 경도가 9이상인 연마입자와 모르스 경도가 9이하인 부서지기 쉬운 비연마입자의 혼합으로 이루어진다. 비연마입자는 연마입자 보다 더욱 무른 과립성의 어떠한 입자라도 좋고, 제품의 표면을 글레이징(Glaging)하지 않은 결합 덩어리를 분쇄할 정도로 충분히 견고하지 않거나, 연마입자처럼 결합 연마제와의 연합을 견고하게 형성하지 않아도 좋다. 연마하는 동안, 부서지기 쉬운 입자는 분쇄된다고 말할 수 있고, 연마작용을 향상하는 날카로운 절단면으로서 개방되어 있는 연마면에 걸쳐서 구멍 또는 오목부를 남긴다.

Markotan의 미국 특허 제3,476,537호에는 결합되고 피복된 연마제가 개시되어 있고, 그 다공성은, 연마조성에 크기는 연마입자와 비슷하지만, 더 무른 과립제를 첨가함에 의해 야기된다. 다공성 포함제는 연마그릿 물질에 비해 저렴하고 폭넓게 이용가능한 것이 바람직하다. 다공성 포함제는 석회암, 중성 또는 활성 보오크사이크 및 감람석, 석고, 크롬철석, 코큄바이크, 연망간석, 휘수연광, 방연석, 암염등과 같은 광물질 뿐만아니라 유사한 목적으로 제조된 여러 제품에서 선택된다. 이와같은 물질은 모오스 및 크누우프 경도상으로 매우 폭넓다. 즉 모오스 수 1-3에서 6 또는 7정도로 높을 때까지 매우 폭넓다. 이와같이 향상된 연마제품은 종래의 제품에 비해 더 많은 스톡을 제거한다.

Leahy의 미국 특허 제3996702호에는 연마제로서 용융 지르코니아를 사용하는 피복 연마제품이 개시되어 있다. 하지만, 성능을 과도하게 줄임이 없이 제품의 비용을 줄이기 위하여 알루미나 연마입자 또는 기타 희석제의 실질부분을 포함하는 것이 바람직하다. 알루미나 입자는 지르코니아 입자와 혼합되거나 용융 알루미나-지르코니아 입자는 경화된 용융 알루미나 및 지르코니아의 혼합을 분쇄함에 의해 형성된다. 원한다면, 플린트와 같이 첨가제 또는 희석제와 유사하게 기능하는 연화입자는 용융 지르코니아 함유입자와 혼합된다.

Timmer등의 미국 특허 제3266878호에는, 다이아몬드 연마제가 분리된 입자로 형성될 수 있고 모오스 경도가 4.0 내지 8.5의 범위인 연마물질로 희석된다. 다이아몬드 연마제의 희석은 연마표면의 절단을 증가하고, 연마제의 비용을 감소한다.

Cadwell의 캐나다 특허제802,150호(1964.2.11공고)에는 다이아몬드 연마 과립제가 200 내지 650범위의 크누우프 경도를 가지는 과립으로 희석된 피복 연마제품이 개시되어 있다. 예를들어 이 발명은 상술한 Kirchner등의 종래의 다이아몬드 제품보다 소비되는 다이아몬드의 캐러트당 스톡의 3배를 제거한다.

Broberg의 미국 특허 제4,734,104호 및 Larkey의 미국 특허 제4737163호에는 피복 연마제품이 개시되어 있고, 이 연마입자는 공-용융 알루미나-지르코니아와 같은 보다 고가의 연마입자 및 용융 알루미나와 같은 기타의 연마입자를 구비한 알파 알루미나 주성분의 세라믹 입자의 혼합으로 이루어진다. 보다 우수한 연마입자는 연마입자 입도순서의 거친 단편내에 응집되는 반면, 기타 연마입자는 미세한 단편내에 응집된다. 우수한 연마입자의 첨가는 더욱 향상된 연마성능이 기대되며, 어느 경우에 있어서, 연마입자만으로 만든 제품에 비해 더 우수하게 성형된 입자의 혼합을 함유하는 제품이 된다.

이점에서, 본 출원인은 200이하의 크누우프 경도를 가지는 비연마 무기 희석입자를 연마제품에 내장하지 않는다.

Marktan은 공지의 연마제가 석회암 및 석고와 같은 과립물질로 희석된 연마제품을 개시하고 있다. 더우기, 그 발명은 피복 연마제품에 있어서, 제품의 코스트를 낮출뿐만 아니라, 제품의 성능을 저하시킴이 없이, 200이하의 크누우프 경도를 가지는 비연마 무기 희석입자를 구비한 프리이미엄 연마입자를 혼합한다고 하는 기대하지 않았던 발견과 우선적으로 관련된다.

200이하의 크누우프 경도를 가지는 분류로 부터 선택된 비연마 무기 희석제를 함유하는 피복 연마제품의 성능에 대응하는 감소없이 저하된 제품비용의 이점은 종래기술의 관점에서 기대할 수 없었다. 종래기술에서는 더큰 경도를 가지는 희석제에 대해 피복 연마제품내에 이러한 이점을 제공할 수 있는 희석제의 분류가 제한되었다. 예를들면, Cadwell은 200 내지 650의 크누우프 경도를 가지는 희석제로 제한하였고, Timmer등은 4.0 내지 8.5모오스 경도를 가지는 희석제로 제한하였다. 그래서, 종래기술로 부터 피복 연마시 이러한 이점을 달성하기 위하여 200이하의 크누우프 경도를 가지는 희석제는 사용할 수 없음을 알았다.

또한, 이러한 분류내의 희석제를 함유하는 피복 연마제품이 Hartmann 및 Markotan이 개시한 것내에 포함된다 하더라도, 이러한 두 특허는 결합된 연마제품을 우선적으로 취급한다. 사실, 모든 예는 결합된 연마휘일이 사용된 이와같은 희석제를 함유하는 연마제품에 의해 향상되거나 동등한 성능을 나타내는 이상의 두 특허내에 개시되어 있다. 하지만, 결합된 연마제와 피복연마제 사이의 작동 모우드의 차이로 인해, 피복 연마제품내의 향상되거나 동등한 성능이, 결합연마시 이러한 희석제의 내장에 공헌할 수 있는 향상된 성능으로 부터 직접 기대되지는 않는다. 결합 연마제는 연마입자의 연속 분쇄 및 제거에 의존하여 날카로운 절단지점을 연마하고 있는 물질에 연속으로 부여한다. 연한 비연마 희석제는, 연마 작동동안 빠르게 분쇄되어, 연마면상에, 연마입자의 분쇄를 돕고, 날카로운 절단 연마면을 유지하는 구멍 또는 오목부를 남긴다. 한편, 피복 연마제는, 연마입자의 단일층만을 가진다. 그래서, 연마작용하에 빠르게 분쇄하고, 피복 연마제에 대해 연마입자의 분쇄를 돕는 연한 비연마 희석제의 부가는 전체의 절단면의 제거를 함에 의해 연마제품의 수명 및 성능을 저하한다.

본 발명은 우수한 연마효과 및, 프리이미엄 연마입자내에 향상된 이점을 가지는 반면, 실제 사용된 그와 같은 입자의 양을 최소화한 피복 연마제품을 제공하는 것이다. 어느 경우에는 상승효과가 얻어지며, 그 구조는 프리이미엄 연마제만이 존재하는 피복 연마제품보다 정확하게 성형된다.

본 발명 피복연마제는 이면물질에 점착된 비연마 무기 희석입자 및 프리이미엄 연마입자의 혼합으로 이루어진다. 여기에 사용된 바와같은 무기 희석제 입자는, 용해 또는 결합제와 같은 수단에 의해 함께 결합된 무기 희석제의 개개의 입자 및 무기 희석제의 다중입자 집합체의 양자를 포함한다. 이러한 다중입자 집합체를 형성하기 위해 사용된 결합체는 유기 또는 무기이다.

비연마 무기 희석제 입자는 200이하의 크누우프 경도를 가진다. 이러한 비연마 희석제의 가용예의 대리석, 이회토, 석회화, 백악, 산호, 코우키이나, 오우얼라이트 및 석고를 포함하며, 대리석 및 석고가 있는 것이 바람직하다. 본 발명에서 유용한 프리이미엄 연마입자는 알파 알루미늄이 주성분인 세라믹 물질, 용융 알루미나-지르코니아, 내화피복 실리콘 카아바이드, 다이아몬드 입방 질화붕소 및 그 결합체를 포함한다. 바람직한 프리이미엄 연마입자는 용융 알루미나-지르코니아 및 알파 알루미나 주성분의 세라믹이다.

비연마 무기 희석제 입자를 본 발명의 피복 연마제품에 협력하면, 프리이미엄 연마입자가 완전 장입된 유사한 피복 연마제에 비교해서 연마제품에 기대하지 않았던 연마효율을 부여한다. 본 발명 피복 연마제품은, 그 내부의 연마입자가 많이 감소되었음에도 불구하고, 프리이미엄 연마입자가 완전 장입된 희석되지 않은 피복 연마입자의 연마효율보다 같거나 더 우수한 연마효율을 가진다. 또한, 비연마 희석제 입자가 프리이미엄 연마입자보다 저렴하기 때문에, 본 발명 피복 연마제품은 희석제가 없는 프리이미엄 연마입자가 완전 장입된 피복 연마제품보다 저렴하다.

본 발명 피복 연마제품은 종래의 이면부 및 결합제와 비연마 무기 희석제로 희석되는 프리이미엄 연마물질을 포함한다. 연마제품에 사용된 물질은 표면을 연마할 수 있는 능력에 따라 종류를 나눈다. 표면을 빠르게 연마할 수 있는 물질은 "프리이미엄"이라 하는 반면, 느리게 표면을 연마하는 것을 "비연마"라한다. 프리이미엄 또는 비연마의 의미는 주관적 의미가 강한 것으로, 어느정도는 작업품의 형태 및 사용된 연마상태에 의존한다. 그럼에도 불구하고, 대부분의 상업적 연마작용을 위하여, 한 형태의 입자를 가지는 피복 연마제품으로 냉간의 연마를 포함하는 테스트는, 다른 입자의 동일 구조에 비교해서, 프리이미엄 또는 비연마로서의 연마제를 확실하게 구별하는 테스트 결과를 낳는다.

프리이미엄 또는 비연마로서의 연마제품에 통상 사용된 물질을 분류하기 위하여, 등급 36연마입자(평균 사이즈 710마이크로미터)를 함유하는 연마디스크를 준비하였다. 종래의 피복 연마제 제조절차는 종래의 0.76mm 두께의 가황섬유 이면부, 종래의 칼슘 카아보네이트가 충진된 페놀 수지 메이코크트 및 종래의 빙점석이 충진된 페놀수지 사이즈코트를 사용하게 된다. 메이크 수지의 중량은 170g/㎡이다. 메이크 수지는 88℃에서 90분동안 예비 경화하고, 사이즈 수지는 88℃에서 90분동안 예비경화한 후 이어서, 100℃에서 10시간동안 최종 경화하였다. 코우팅을 하나의 트립 작용시 종래기술로 도포하고, 가압공기 오븐내에서 경화하였다. 경화된 17.8cm 직경 디스크는 하드본딩 수지를 조절 가능하게 분쇄하도록 구부리고, 각진 알루미늄 백엎 패드상에 장착하여, 1018냉간 작업품의 12.5cm×18cm면을 연마하도록 사용된다. 디스크는 5,500rpm에서 구동된 반면, 백-엎 패드의 각진 모서리 위에 있는 디스크의 부분은 5.91kg의 하중에서 작업품을 접촉한다. 연마는 일분간격으로 실행하였고, 각각의 디스크는, 처음에 오는것마다 일분 연마절단시 단지 5g의 금속이 제거될 때까지 또는 총 12분동안 분리작업품을 연마하도록 사용된다. 이러한 테스트는 다른 디스크를 위해 성형되며, 각각의 디스크는 다음중 하나의 희석되지 않은 입자를 함유한다 : 용융 알루미나-지르코니아, 세라믹 산화 알루미늄, 얼처리된 용융 산화 알루미늄, 갈색 용융 산화 알루미늄, 석류석 및 대리석, 이러한 디스크를 사용하여 제거된 금속의 총량(총 절단량)은 광물질과 사이즈 코팅량에 따라, 표 1과 같다.

[표 1]

피복 연마 디스크의 총절단량이 500g이상이면, 연마입자를 프리이미엄이라 간주한다. 피복 연마 디스크의 총절단량이 50g이하이면, 입자는 비연마라 간주한다. 비연마 희석 입자는 50g이하로 절단된다. 비연마 희석 입자에 의한 1018강의 스톡 제거는 그 절단 동력에 따르지만, 비연마 희석 입자에 대해 문지르는 작업편의 기계적 마찰에도 따른다.

상술한 비연마 희석 입자는 미국 특허 제4734104 및 미국 특허 제4737163의 "인피어리어(inferior)"라는 연마입자와 혼동되지 않는다. 이러한 두개의 "수피어리어(superior)" 또는 "인피어리어"연마라는 의미는 두개의 다른 연마입자 형태 사이의 상대 측정 때문이다. 일 형태의 연마입자를 함유하는 피복 연마제품을 동일한 테스트 조건하에서 다른 형태의 연마입자를 함유하는 동일한 피복 연마제품보다 10% 이상 절단하면, 제1형태의 연마입자는 "수피어리어"이고 제2형태의 연마입자는 "인피어리어"이다. 그래서, "수피어리어" 또는 "인피어리어"의 의미는 그렇게 의미된 연마입자 형태의 연마성의 측정은 아니고, 비교되는 쌍의 연마입자 형태의 특징이다. "인피어리어"의 연마입자 형태는 연마제임에도 불구하고, 상술한 비연마 희석입자와 다른 것이다.

본 발명에 유용한 프리이미엄 연마입자는 미국 특허 제4,314,827호, 제4518397호, 제4574003호, 제4623364호, 제4744802호 및 EP 공보 제228,856호에 기재된 바와같은 알파 알루미나 주성분의 세라믹 물질과 ; 미국 특허 제3781172호, 제3891408호 및 제3893826호에 기재된 바와같은 용융 알루미나-지르코니아와 ; 미국 특허 제4505720호에 기재된 바와같은 내화 피복 실리콘 카아바이드와 ; 다이아몬드와 ; 입방 질환 붕소 및 그 결합체를 포함한다.

본 발명에 사용된 비연마 무기 희석 입자는 크누우프 경도 눈금상에 200이하의 경도를 가진다. 본 발명 비연마 희석 입자에 대표적인 것은 석회암과 석고를 포함한다. 석회암은 일차적으로 칼슘 카보네이트인 화학 조성을 가지는 전체 물질을 확실하게 둘러싼다. 본 발명에 유용한 석회암 형태 물질은 입자는 다양하지만 미립자인 석판 석회암에서 가느다란 구형 본체로 구성된 거친 바위인 오우얼라이트 석회암의 범위이다. 석회암내에 떨어지는 유용한 물질은 대리석, 이회토, 석회화, 백악, 산호, 코우키이나 및 오우얼라이트를 포함한다. 본 발명 실시에 바람직한 석회암 형태의 물질을 대리석(약 99%의 칼슘 카아보네이트의 조성)이다.

석고, 황산 칼슘 이수화물, CaSO₄·2H₂O는 본 발명에 유용한 다른 비연마 희석 입자로서, 모오스 경도 1.5 내지 2.0의 연화성을 가지는 것으로 알려져 있다. 석고는 천연광물로서 또는 인산합성, 산화 티티늄 합성, 구연산 합성 및 스택가스 스크러빙과 같은 화학처리의 합성부산물로서 이용가능하다. 천연 광물은 천연 그대로 일 수 있고, 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트, 실리카, 찰흙 광물 및 여러 가용성 염류를 함유한다.

본 발명의 비연마 무기 희석 입자는 피복 연마제의 결합 시스템내에 때때로 사용된 유기 희석제 또는 무기 첨가제와 혼동되지 않는다. 비연마 무기 희석 입자는 무기 첨가제로보다 현저히 크고, 입자층의 일부이지만, 결합 시스템의 일부는 아니다. 매우 연한 물질이 연마입자로서 기능하는 것은 아니다. 그래서, 연마 비연마 희석 입자를 구비하고 프리이미엄 연마입자의 혼합물을 함유하는 피복 연마제는 프리이미엄 연마입자만 또는 기타 연마입자를 구비한 프리이미엄 연마입자의 혼합물을 함유하는 피복 연마제와 같거나 우수한 연마 특성을 나타내는 발견은 기대되지 않는다. 하지만, 기대되지 않을때 조차, 프리이미엄 연마입자가 연마 특성이 감소함이 없이 희석될 수 있음에 의한 양정도의 발견이 있다. 체적에 의해 5부 프리이미엄 연마입자에 대해 95부의 비연마 희석 입자정도의 높은 비율은 100% 프리이미엄 연마입자를 함유하는 것과 같거나 우수하게 성형하는 피복 연마제를 만든다.

이 결과는, 프리이미엄 입자의 총량중 미량이 작업품을 연마하기 때문에 기대되지 않는다. 희석 입자의 바람직한 범위는 모든 입자의 100%를 총체적으로 하는 체적에 의해 약 50%에서 약 80%까지이다. 하지만, 비연마 희석 입자를 체적에 비해 50% 이하 함유하는 피복 연마제는 100% 프리이미엄 연마 입자를 함유하는 것과 같거나 우수한 성능 특성을 가진다.

비연마 무기 희석입자는 용융 산화 알루미늄 및 산화 실리콘과 같은 프리이미엄 입자보다 일반적으로 저렴하고, 용융 알루미나-지르코니아 및 알파 알루미나 주성분의 세라믹 물질과 같은 프리이미엄 입자보다 현저히 저렴하다. 그래서, 본 발명의 피복 연마제는 100% 프리이미엄 연마입자로 만든 피복 연마제보다 저렴하다. 어느 경우에 있어서, 본 발명 피복 연마제품의 비용은 종래의 연마 입자로 만든 피복 연마제품의 비용보다 같거나 적으면서, 프리이미엄 연마 입자로 만든 피복 연마 제품과 같거나 우수한 연마 효율을 가진다. 하지만, 실제 비용은 시장 조건이 바뀌기 때문에 예측하는 것은 곤란하다.

본 발명의 피복 연마 제품을 만드는 공정은 본 기술분야에서 최근에 알려진 것과 마찬가지이다. 메이크 접착 코드는 입자의 첨가에 따라 이면에 도포된다. 프리이미엄 연마 입자 및 비연마 희석 입자는 단일층으로서 피복되고 함께 혼합되거나 분리층에 피복될 수 있다. 혼합방법에 있어서, 두개의 입자는 혼합기에 충진되고 혼합된다. 그후 입자는 정적으로 피복된다. 두번째 방법에 있어서, 비 연마 희석 입자는 메이트 접착 코트에 피복되어 떨어지고, 프리이미엄 접착 입자는 희석 입자의 상부에 정전적으로 피복된다. 입자의 첨가후, 메이크업 코트는 사이즈 코트를 도포되도록 하기 위하여 입자를 이면에 고착하기에 충분히 응고된다. 사이징후, 접착제는 응고되고, 연마조제를 함유하는 임의의 수퍼 사이즈 접착제를 도포한다.

연마 조제 또는 활성 첨가제를 미립자 물질로서 또는 사이즈 코트에 첨가되는 것이 좋다. 염화 나트륨, 황, 포타슘 티타늄, 플루오라이드, 염화 폴리비닐, 염화 폴리비닐 이덴, 크리오라이트 및 그 결합체와 같은 기타의 연마조제가 유용하다 할지라도 바람직한 연마조제는 포타슘 플루오로보레이트이다. 연마조제의 바람직한 량은 피복 연마 제품의 평방 미터당 그램의 50 내지 300배이고, 바람직하게는 80 내지 160배이다.

바람직한 피복 연마 구조는 폴리에스터 직포이면, 메이크 코트로서 칼슘 카르보네이트가 충전된 레졸 페놀 수지, 프리미엄 연마 입자로서의 용융 알루미나-지르코니아 또는 알파 알루미나가 주성분인 세라믹 물질, 비연마 희석 입자로서의 석고, 사이즈 코트로서의 크리오라이트가 충진된 레졸 페놀 수지 및 수퍼 사이즈 코트로서의 포타슘 플루오로보레이트가 충진된 에폭시 수지로 이루어진다. 비연마 희석 입자에 대한 프리이미엄 연마 입자의 바람직한 체적비는 90:10에서 5:95의 범위이고, 50:50에서 20:80까지가 바람직하다.

본 발명을 이하의 예로서 예시하며, 이 예로서만으로 제한되는 것은 아니며, 모든부 및 퍼센트는 달리 기술한것 이외에는 체적에 의한 것이다.

예

다음의 예는 본 발명을 제조하는데 사용되는 여러성분 및 공정을 기술한다. 메이크 코트, 연마입자, 사이즈코트 및 수퍼 사이즈코트의 코우팅 중량은 모두 달리 기술한것 이외에는 평방미터당 그램이다.

YW:Y중량 폴리에스터 이면의 직조, 사용된 피복 연마이면은 일위이브에 걸쳐 4개로 직조된 Y중량 직조 폴리에스터 직포이다. 이면은 라텍스/페놀수지로 포화되고, 그후 수지를 부분적으로 경화하도록 오븐에 놓는다. 이후, 칼슘 카르보네이트가 충진된 라텍스/페놀수지 코팅이 이면부의 뒷쪽에 도포되고, 피복이면은 120°로 가열되어, 이 온도에서 수지가 점성이 없는 상태로 경화될때까지 유지된다. 마지막으로, 라텍스/페놀수지의 코팅은 피복이면의 코트면(또는 앞면)에 도포되고, 피복이면은 120°로 가열되고 이 온도에서 수지가 점성이 없는 상태로 경화될때까지 유지된다. 이렇게 해서 이면은 완전하게 처리되고, 메이크 코트를 수용할 준비를 한다.

XW:X중량 폴리에스터 이면의 직조, 사용된 피복 연마 이면은 일 위이브에 걸쳐 4개로 직조된 X중량 폴리에스터 직포이다. 이면은 Y중량 직조 폴리에스터 직포를 위해 상술한 바와 같은 동일한 방법의로 준비된다. 이면이 완전하게 처리된 후, 메이크 코트를 수용할 준비를 한다.

YS:스티치 결합된 폴리에스터 이면, 사용된 피고연마 이면은 Y중량 니트된 폴리에스터 직포이다. 이면을 위한 처리 시스템은 직조 폴리에스터 이면을 위해 상술한 바와 동일하다.

메이크 코트:메이크 코트는 칼슘 카르보네이트가 충진된 레졸 페놀수지로서, 이 수지는 84% 고체에 대해 용제로 희석된다. 메이크 코트는 피복 이면의 상단에 도포되어, 달리 기재한것 이의에는 280의 평균중량을 제공한다.

메이크 코트가 도포된 후, 입자는 이하와 같이 도포된다. 입자는 ANSI 기준에 따라 등급 50(평균입자 사이즈 430마이크로 미터)이다.

혼합:입자의 혼합. 이 방법에 있어서, 프리이미엄 연마입자는 특정 체적비의 희석입자로 혼합된다. 그후 혼합은 정전적으로 피복된다.

층:분리층내의 입자. 이 방법에 있어서, 비연마입자는 메이크 코트에 피복된 것을 떨어뜨리고, 그후 프리이미엄 연마 입자를 정전적으로 피복한다.

입자가 도포된 후 즉시, 기제/입자 조성물은 88℃에서 설정된 오븐내에 90분동안 예비 경화된다. 이후, 사이즈 코트가 이하와 같이 도포된다.

CCSC:칼슘 카르보네이트 사이즈 코트. 이 사이즈 코트는 칼슘 카르보네이트가 충진된 레졸 페놀수지로, 이 수지는 78% 고체에 대해 용제로 희석된다. 평균 사이즈 코트중량은 달리 특정한 이외에는 285이다.

CRSC:크리오라이트 사이즈 코트. 이 사이즈 코트는 크리오라이트가 충진된 레졸 페놀수지로, 이 수지는 76% 고체에 대해 용제로 희석된다. 평균 사이즈코트는 달리 특정한 이외에는 285이다.

KBFSC:포타슘 플루오로보레이트 사이즈코트. 이 사이즈 코트는 포타슘 플루오로보레이트가 충진된 에폭시/아민쿠바티브 수지로, 이 수지는 72% 고체에 대해 용제로 희석된다. 평균 사이즈 코트중량은 달리 특정한 외에는 155이다.

사이즈 코팅 후, 피복연마 물질은 88℃에서 90분의 예비경화를 받고, 그후 100℃에서 10시간의 최종 경화를 받는다. 그후, 피복연마 물질은 굽어진다.

수퍼사이즈 코트:수퍼사이즈 코트는 사이즈 코트위에 도포된 임의의 코트로, 에폭시/아민 쿠바티브 수지내의 연마조제로서 포타슘 플루오로보레이트로 구성된다. 평균 수퍼사이즈 코트 중량은 155로, 90분동안 88℃에서 오븐내에서 경화된다.

피복 연마물질은, 다음과 같은 테스트 절차에 기재된 바와 같이, 연마성을 위해 테스트된 무한벨트로 변환된다. 홀더내에 장착되어 미리 측정된 대략 2.5×5×18cm의 스테인레스 스틸 작업편(SAE 304)은 수직으로 위치되고, 대략 36-cm 직경 85을 직면하는 2.5×18cm면에 대해서, 테스트 하고자 하는 벨트에 올라탄 일랜드상에 하나씩 A경도계를 톱니달린 고무접촉 휘일을 절단한다. 그후, 작업품은 일분당 20사이클의 비율에서 18cm 통로를 통해 수직으로 왕복운동 되는 반면, 벨트가 일분당 약 2050미터에서 구동되기 때문에, 스프링 부가된 플런저는 13.6kg의 하중으로 벨트에 대해 작업품을 가압한다. 일분이 경과된 연마시간후, 작업품-홀더 부품은 제거되고 재측정되며, 제거된 스톡의 양은 원 중량에서 연마된 중량을 빼는 것으로 계산하여, 미리 측정된 작업편 및 홀더를 장비위에 장착된다.

예 1 내지 3

예 1 내지 3은 대리석에 대해 감소하는 비율의 산화 알루미늄을 가지는 피복 연마제를 비교한다. 산화 알루미늄은 열처리되고, 프리이미엄 연마입자로 간주되지 않는다. 본 예의 대리석은 JM Huber Corp.의 상표명 Carthage Marble하에 판매되는 것으로, 나머지 예에서 사용되는 대리석과 동일하다. 이면은 XW이고, 입자는 함께 혼합되고, 사이즈 코트는 평균 중량 270의 KBFSC이다. 절단 데이타는 표 2에 기재되어 있고, 20분의 연마에 제거된 물질의 양이 총 절단량이다.

[표 2]

이상의 데이타로부터 알수있는 바와 같이, 비연마 희석입자의 양은 25체적 퍼센트부터 75까지 증가되기 때문에, 비프리이미엄 연마입자의 량이 감소되어 성능이 감소된다.

예4 및 5

예4 및 5는 대리석 희석입자를 구비된 산화 알루미늄 연마입자의 혼합을 함유하는 것에 대해 100% 산화 알루미늄 연마입자를 함유하는 피복연마의 연마성능을 비교한다. 산화 알루미늄은 용융 갈색 산화 알루미늄이고, 프리이미엄 연마입지는 아니다. 이면은 YW이고, 입자는 함께 혼합되고 사이즈코트는 KBFSC이다. 메이크코트 중량은 245이고, 입자중량은 612이고, 사이즈 코트중량은 294이다. 20분 연마에 상당하는 절단 데이타는 표 3과 같다.

[표 3]

이러한 예는, 연마입자의 25%를 제거하고, 그것을 연마 대리석 희석제로 대체했음에도 불구하고, 동일한 성능을 나타낸다.

예6 내지 9

예6 내지 9는 대리석 비연마 희석입자에 대해 산화 이트늄 프리이미엄 연마입자들을 함유하는 세라믹를 주성분으로 하는 산화 알루미늄의 감소비율을 가지는 본 발명 피복 연마제를 비교한다. 프리이미엄 연마입자는 1987.7.15공고된 EP특허 출원 KP 228,856호에 따른다. 이면은 XW이고, 입자는 함께 혼합되고, 사이즈 코트는 KBFSC이다. 최종 절단이 일분당 대략 60g 이하인 경우 연마가 종료된다. 코팅량 및 테스트 데이타는 표 4 및 5와 같다.

[표 4]

[표 5]

상기 데이타로부터 연마성능은 프리이미엄 연마입자의 양이 증가된 비연마희석 입자에 의해 치환되므로서 증가됨을 알수 있다.

예10 내지 15

예10 내지 15는 석고 비연마 희석입자에 대해 용융알루미나-지르코니아 프리이미엄입자의 감소비를 가지는 피복연마제를 비교한다. 석고는 US Gypsum사 제품의 공업용 석고이고, 나머지예에서 사용되는 동일한 석고이다. 이면은 YS이고, 입자는 함께 혼합하되고, 사이즈코트는 CRSC이다. 메이크 코트 중량은 335이고, 사이즈 코트중량은 286이다. 최종 절단이 60초 내에 35이하인 경우연마가 종료된다. 절단데이타는 표 6과 같다.

[표 6]

이와 같이 설정된 예에 있어서, 적절한 비연마 희석장입을 체적에 비해 약 80%이다. 20% 프리이미엄 연마입자만을 가지는 피복연마제가 100% 프리이미엄 연마입자를 가지는 피복연마제의 두배이상 절단한다.

예16 및 17

예16 및 17은 프리이미엄 연마입자 및 비연마 희석입자의 혼합을 함유하는 등급 50피복연마제의 연마성능을 비교하고, 연마 및 희석입자는 함께 혼합되어, 하나내에 단일층으로서 도포되고, 이와 반대로, 입자는 다른 하나내에 분리층으로서 도포된다. 대리적 비연마 희석입자에 대한 용융알루미나-지르코니아 프리이미엄 연마입자의 체적비는 60:40이다. 이면은 YW이고 사이즈 코트는 CRSC이고, 수퍼사이즈 코트는 도포된다. 최종절단이 60초 내에 40g 이하인 경우 연마테스트는 종결된다. 코팅중량 및 연마데이타는 표 7과 같다.

[표 7]

프리이미엄 연마입자 및 비연마희석입자가, 함께 혼합되어 단일층으로서 도포되는 편보다 분리층 내에 도포되는 편이 더 좋은 경우 12%의 성능 향상을 나타낸다.

예18 및 19

이러한 예는 프리이미엄 연마입자뿐아니라 용융 알루미나-지르코니아와 결합하는 비연마 입자로서 대리석, 대 석고를 사용하는 피복연마성능을 비교한다. 예18 및 19는 예17과 마찬가지 방법으로 제조되고 테스트된다. 예18은 비연마 희석입자로서 대리석을 함유하고, 예19는 비연마 희석입자로서 석고를 함유한다. 코팅량 및 절단결과는 표 8과 같다.

[표 8]

석고가 대리석보다 좋은 비연마 희석입자인 경우 12%의 성능 향상을 알 수 있다.

예20 내지 25

예20 내지 25는 여러 경도의 몇몇 희석입자와 프리이미엄 연마입자로서의 용융알루미나-지르코니아의 혼합을 사용해서 만든 피복연마제의 연마성능을 비교한다. 이면은 YW이고 사이즈코트는 CCSC이다. 입자의 혼합은 체적의 80% 희석입자와 체적의 20% 용융 알루미나-지르코니아로 이루어진다. 코팅중량, 비연마회석제 및 절단데이타는 표 9와 같다. 60초 내에 제거되는 스톡이 30g 이하인 경우 연마 테스트가 종료된다. 희석제입자를 가지지 않는 제어는 비교를 위해 제공하였다.

[표 9]

이 데이타로부터 석과 테스트한것중 가장 좋은 회석입자임을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 피복 연마제품에 있어서, 하나의 층으로서의 미립자의 체적인 결합물질에 의해 그것에 접착하게 결합된 이면부재로 이루어지고, 상기 미립자는 200이하의 크누우프 강도를 가지는 프리이미엄 연마 입자 및 비연마 무기 희석제의 혼합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 피복 연마제품은 상기 프리이미엄 연마 입자의 미립자를 구성하는 상기 체적의 전체을 구비한 동일한 연마제품으로서 적어도 동일한 연마 성능을 가지는 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
3. 제2항에 있어서, 상기 프리이미엄 연마 입자는 알파 알루미나가 주성분인 세라믹 물질, 용융 알루미나-지르코니아, 내화 피복 실리콘 카아바이드, 다이아몬드, 입장 질화 붕소 및 그 결합체로 이루어진 기에서 선택되는 것을 특징으로 하는 비연마 희석입자를 사용하는 피복 연마제품.
4. 제2항에 있어서, 상기 희석 입자는 대리석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
5. 제2항에 있어서, 상기 희석 입자는 석고로 이루어진 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
6. 제2항에 있어서, 상기 비연마 희석입자는 상기 미립자의 상기 체적의 50 내지 80%로 이루어진 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
7. 제2항에 있어서, 상기 결합 물질은 포타슘 플루오로보레이트, 크리오라이트, 염화나트륨, 황, 포타슘 티타늄 프로라이드, 염화 폴리 비닐, 염화 폴리비닐리덴 및 그 혼합물로 이루어진 기에서 선택된 연마조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
8. 피복 연마 제품을 제조하는 방법에 있어서, a) 미경화된 접착제의 층과 이면물질의 일주요면을 코팅하고, b) 미경화된 접착제의 상기 층위에, 200이하의 크누우프 경도를 가지는 프리이미엄 연마 입자 및 비연마 무기 희석입자의 혼합으로 이루어진 미립자의 층을 도포하고, c) 미경화 접착제의 상기 층을 부분적으로 경화하고, d) 미립자의 상기 층위에 미경화된 접착제의 층을 도포하고, e) 접착제의 상기 층을 완전히 경화하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피복 연마제의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 미립자의 층은 프리이미엄 연마 입자 및 비연마 희석 입자의 혼합물을 정전적으로 코팅함에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.
10. 제8항에 있어서, 상기 미립자의 층은 비연마 희석 입자를 우선 드롭코팅하고, 이어서 프리이미엄 연마 입자를 정전적으로 코팅함에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 비연마 희석 입자를 사용하는 피복 연마제품.