KR970003494B1 - 나선형 권축(捲縮) 섬유를 함유한 연마제품 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

나선형 권축(捲縮) 섬유를 함유한 연마제품

제1도는 본 발명의 제품을 확대한 정면도이다.

제2도는 본 발명의 제품의 측면도이다.

본 발명은 표면을 세척, 버핑, 컨디셔닝, 또는복원하는 제품에 관한 것이다.

지난 25년 이상 동안, 플로어(floor) 및 다른 표면을 세척하는데 있어서, 부직포로 만들어진 연마제품을 사용하여 왔다.

후버(Hoover)외 다수의 미합중국 특허 제2,958,593호에서는 매우 높은 공극부피를 가진 오픈(open) 구조의 부직포 연마제품에 대하여 개시하고 있다. 이러한 제품은 가정용 부엌의 플로어 등을 손으로 문질러 닦음으로써 그 표면을 유지하는데 유용하며, 또한 각종 공업 연마작업에서도 유용하게 사용되어 왔다.

맥아보이(McAvoy)의 미합중국 특허 제3,537,121호에서는 연질의 압축 탄성 연마패트에 대하여 개시하고 있는데, 이러한 패드는 미분된 연질의 광물성 충전재를 함유하여 연질의 질긴 수지로 결합된 로프티(lofty) 부직포 구조를 가지고 있다. 상기 패드는 버핑 왁스에 광택을 제공하는 능력에 있어서 램(lamb)모로 만들어진 패드와 견줄만 하다. 이러한 패드는 파우더링(powdering) 없이 경질의 중합체 코팅의 표면을 세척 및 복원하는데 사용할 수 있다. 또한, 이러한 패드는 표면을 긁거나 마멸시키지 않을 뿐더러, 표면 마무리에 소용돌이 무늬의 자국을 남기지 않는다.

핏처(Fitzer)의 미합중국 특허 제4,227,350호에서는 저밀도의 연마제품에 대하여 개시하고 있는데, 이것은 자생적으로 결합된 연속 파형의 상호 맞물린 필라멘트의 균일한 단면의 다공성인 로프티 웹(web)을 포함한다. 웹은 질긴 수지결합제로 함침되어 있는데, 수지결합제는 웹의 필라멘트들을 함께 접착 결합시키며, 또한 웹에 균일하게 분산된 많은 연마과립을 필라멘트의 표면에 결합시킨다.

상기 언급된 특허의 제품들이 소정의 목적에는 매우 유용하지만, 이들 제품은 이물질로 포화되면서 그 효율을 빨리 잃어버린다. 부직패드의 공극부피가 증가함에 따라, 많은 이물질을 흡수하는 능력도 증가한다는 것이 알려져 있다. 그러나, 공극부피가 증가할때, 동시에 패드의 수명은 감소한다. 이러한 문제점으로 인해 높은 공급부피 및 고도의 내구성을 지닌 부직포 패드가 오랫동안 열망되어 왔다.

본 발명은 부직포웹을 가진 저밀도의 부직 연마제품에 관한 것인데, 부직포 웹은 유기 합성물질로부터 유도되는 나선형 권축 섬유를 포함한다. 본 제품의 섬유 웹의 약 30중량% 이상은 나선형 권축 섬유로 만들어지는 것이 바람직하다.

나선형 권축 섬유는 충분히 높은 크리프 프리퀀시(crimp frequency)를 가져서 그로부터 형성된 웹이 로프티하며 오픈되어 있어야 하지만, 종래의 부직웹 제조장치로 가공할 수 없을 정도로 높은 크림프 프리퀀시를 가져서는 안된다. 차후의 가열공정이 나선형 권축 섬유 및 이것으로부터 제조된 부직웹의 특성에 역효과를 미치지 않게 하기 위하여, 나선형 권축 섬유를 바람직하게는 가열에 의해 안정화 또는 경화하는 것이 바람직하다.

선택적으로, 본 발명에서 사용되는 부직웹은 스터퍼 복스(stuffer box) 권축 섬유 및 용융결합성 섬유를 함유할 수 있다. 열에 의해 활성화되면, 용융결합성 섬유는 본 발명의 부직웹의 안정화를 돕는다.

본 발명의 제품의 소정의 용도에 따라서, 충전재, 발색제, 연마입자 또는 다른 결합제를 부직웹에 혼입할 수 있다.

본 발명의 부직 연마제품은 종래 기술의 연마제품보다도 더욱 오픈 및 로프티하기 때문에, 사용중에 더 많은 데브리스(debris)로 충전될 수 있다. 이들 제품이 더욱 오픈 및 로프티할지라도, 종래 기술의 부직 연마제품보다 더욱 내구성이 있다.

본문에서 사용된 바와 같이, “연마제품”이란 러빙(rubbing), 마모(wearingaway), 광택(polishing), 세척, 버핑, 또는 컨디셔닝과 같은 작용을 하나 이상 수행할 수있는 제품을 말한다.

본 발명의 연마제품은 부직웹을 함유하고 있는데, 부직웹은 나선형 권축 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 섬유는 섬유 또는 합성섬유에서 이중 측면에 작용하는 미분력의 경감에 의해 나선형태로 권축된다. 이러한 이중 측면의 미분력은, 약간 이상의 응력/변경 미분성을 지닌 중합체의 공압출에 의해, 또는 섬유를 가장자리(edge) 위로 통과시킴으로써 미분 응력을 유도시켜 발생한다. 나선형 권축 합성섬유가 널리 공지되어 있지만, 부직 연마제품에서 이들의 사용은 언급된 바가 없다.

본 발명을 수행하는데 유용한 나선형 권축 섬유는 로프티하고 오픈되어 있는 부직웹을 형성하는데 충분히 높은 크림프를 가져야 하지만, 종래의 부직웹 제조장치로 가공할 수 없을 정도로 높은 수치의 크림프를 가져서는 안된다.

공극부피는 약 85% 내지 적어도 약 95%의 범위내에서 유지되는 것이 바람직하다. 공극부피가 85% 미만인 구조는 보편적으로는 사용할 수 없지만 본 발명의 목적에는 유용하다. 다른 한편으로, 공극부피가 약 75%이하로 감소할때에는, 유리한 장점들이 급속히 감소한다는 것을 발견하였다. 예를들면, 플로어 세척구조물의 배수도 또는 세척도, 및 연마 절단속도 등을 떨어뜨린다.

나일론 및 폴리에스테르(예. “Dacron”)과 같은 합성섬유로부터 본 발명의 결합구조의 웹성분을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 유형이 섬유의 균일도 및 품질은 엄격히 조절할 수 있다. 또한, 이러한 섬유는 물 또는 기름으로 습윤시킬때 이들 물성의 대부분을 유지한다. 본 발명의 제품은 물, 기름, 세정제, 화학제 등에 종종 접촉하므로, 섬유가 소정의 특정 용도로 노출되는 매질에 접촉할때에 본질적인 특성의 대부분을 유지하는 섬유를 선택하여야 한다. 그러나, 몇몇 섬유에서 일부 결함, 예를들면, 낮은 습윤강도 등은 섬유의 적당한 가공처리에 의해 향상될 수 있다는 것이 언급되어 있다.

통상적으로, 나선형 권축 섬유는 섬유길이 25mm당 약 1-15 사이클의 크림프를 가지고 있는 반면, 스터퍼 복스 권축 섬유는 섬유길이 25mm당 약 3-15 사이클의 크림프를 가지고 있다. 본 발명의 제품에서, 나선형 권축 섬유를 스터퍼복스 권축 섬유와 결합하여 사용할때, 나선형 권축 섬유는 특정 길이당 종래의 스터퍼 복스 권축 섬유보다 적은 크림프를 가지는 것이 바람직하다. 대표적인 실례로서, 50 데니어 섬유로만 구성된 제품에 있어서, 25mm당 약 3 사이클의 크림프를 가진 나선형 권축 섬유는 25mm당 약 5 사이클의 크림프를 가진 스터퍼 복수 권축 섬유와 결합하여 유리하게 사용될 수 있다. 크림프 프리퀀시는 섬유가 매우 적은 응력하에 놓여진 경우에 측정한다. 하기표 Ⅰ에 주어진 “저하중”은 섬유길이 25mm당 사이클 크림프 수를 계산하기 전에 개개의 섬유에 가해진다.

[표 Ⅰ]

섬유의 권축 탄성율의 측정인 권축지수인 나선형 권축 섬유에 대하여 약 35-70%가 바람직하며, 이는 스터퍼 복스 권축 섬유의 경우와 동일하다. 적당한 “고하중”을 가한 섬유길이를 측정하고, 적당한 “저하중”을 가한 섬유길이를 뺀 후 그 결과의 값을 섬유길이로 나누고, 그 값에 100을 곱하여 권축지수를 결정할 수 있다. 또한 권축지수는 5-15분 동안 승온(예를들면, 135℃-175℃)에 시험섬유를 노출시킨 후에 결정할 수 있으며, 이 수치를 열노출 전의 지수와 비교한다. 5-15분 동안 승온(예, 135℃-175℃)에 섬유를 노출시킨 후에 측정한 권축지수는 열 노출전에 측정한 권축지수와 상당히 다르면 안된다. 하중은 수평으로 또는 수직으로 가할 수 있다.

대체로, 사용할 수 있는 섬유길이는 오픈 부직웹을 형성하는 가공 처리장치의 한계에 좌우된다. 그러나, 장치형태에 따라서, 다른 길이의 섬유 또는 이들의 조합은 본문에서 언급된 로프티 오픈웹의 바람직한 최종 특성을 형성하는데 이용될 수 있다. 나선형 권축 섬유에 적합한 섬유길이는 약 60-150mm의 범위가 바람직한 반면, 스터퍼 복스섬유에 대해 적합한 섬유길이는 약 25 내지 약 70mm의 범위가 양호하다. 마찬가지로, 섬유의 두께는 일반적으로 중요하지 않으며(가공과는 별도임). 중요한 관심사는 생성되는 웹에서 궁극적으로 필요한 탄서율 및 질긴 정도(toughness)이다. 일반적으로, 데니어 섬유가 큰 것이 연마성이 큰 제품에 대하여 바람직하고, 데니어 섬유가 작은 것이 연마성이 작은 제품에 대하여 바람직하다. 섬유크기는 로프티, 오픈, 저밀도의 연마제품에 대하여 적합해야 한다. 통상적으로, 섬유크기는 필라멘트당 약 6 내지 약 400 데니어 범위에 걸쳐 있다.

나선형 권축 섬유는 바람직하게는 열을 가하여 안정화 또는 경화하는 것이 바람직한데, 그 이유는 이들 섬유를 차후 도포된 접착코팅을 경화하기 위하여 차후에 가열할때, 크링프 프리퀀시를 별로 변화시키지 않기 위해서다. 크림프 프리퀀시를 변화시키지 않게 하기 위하여, 그리고 접착코팅의 경화온도인 150℃-175℃의 온도에 적용되었을때 나선형 권축 섬유로 제조된 부직웹의 두께가 거의 변화되지 않게 하기 위하여, 나선형 권축 섬유는 적어도 상기 경화온도보다는 약간 높은 온도로 가열하는 것이 양호하다. 초기 섬유 결합 공정중에 또는 그 이전에 크림프 프리퀀시가 변화되면, 이러한 섬유로부터 형성된 부직웹의 두께가 과도하게 변하거나, 또는 웹이 매우 약해지므로, 로프티, 오픈 부직 연마제품에 부적합하게 된다.

나선형 권축 및 종래의 스터퍼 복수 권축 합성 유기섬유의 혼합물도 본 발명의 실무에 사용할 수 있다. 본 발명의 저밀도 부직 연마제품의 제조에 적합한 부직웹은 약30중량% 이상, 더 바람직하게는 약 50중량% 이상 및 가장 바람직하게는 약 70중량% 이상의 나선형 권축 합성 유기섬유를 포함하는 것이 바람직하다.

약 30중량% 이하의 나선형 권축 섬유를 함유한 저밀도 부직 연마패드와 비교하자면, 본 발명의 저밀도 부직 연마패드는 마모 및 분해(disintegration)에 대한 저항성이 더 크다. 이러한 부직 연마패드의 나선형 권축 섬유 함량을 증가시키면 일반적으로 패드의 성능이 향상된다. 약 30중령% 이상의 나선형 권축 섬유를 함유한 부직웹으로부터 만들어진 연마제품 및 부직웹은 종래의 스터퍼 복스 권축 섬유로부터 만들어진 연마제품 및 웹과 비교할때, 동일한 섬유크기 및 중량인 경우에 두께가 더 크다. 일정한 섬유중량, 섬유크기, 코팅물질, 코팅중량, 및 연마함량에 대하여 로프트(loft) 또는 두께가 더 큰 로프티, 오픈 부직 연마제품이 혹독한 사용조건하에서의 마모 및 분애에 대해 저항성이 적은 것이라고 예견되지만, 약 30중량% 이상의 나선형 권축 섬유를 함유한 본 발명의 연마패드는 30중량% 미만의 나선형 권축 섬유를 함유한 연마패드보다 더 높은 오픈성 및 높은 내구성을 나타내고 있다.

본원에서 첨고로 인용된 미합중국 특허 제3,595,738호에서는 본 발명의 사용에 적합한 이성분 나선형 권축 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 대하여 개시하고 있다. 상기 특허의 방법으로 제조된 섬유는 역나선 크림프를 가지고 있다. 역나선 크림프를 가진 섬유는 코일스프링과 같은 코일형태로 나선형 권축되어 있는 섬유보다 바람직하다. 그러나, 나선형 권축 섬유의 상기 2가지 형태는 본 발명에 대하여 적합하다. 본원에서 참고로 인용된 미합중국 특허 제3,868,749호, 제3,619,874호 및 제2,931,089호에서는 나선형 권축 섬유를 제조하기 위하여 합성 유기섬유를 에지 권축하는 각종 방법에 대하여 개시하고 있다. 에지 권축 섬유는 보통 하나의 방향의 코일형태로 형성되어 있지만, 역나선형 권축형태이거나, 또는 상기 유형의 조합일 수도 있다. 통상적으로, 역나선형 권축 크림프섬유는, 단위 길이당 하나의 방향의 코일나선형 권축 섬유보다 적은 크림프를 가지고 있다.

용융결합성 섬유는 선택적으로 본 발명을 수행하는데 사용되어 웹의 완전성을 증가시키기 위하여 성형된 부직웹의 필라멘트의 초기 결합을 제공하며, 차후의 코팅의 접착을 용이하게 하기 위하여 웹의 안정화를 돕는다. 본 발명에 적합한 용융결합성 섬유는 나선형 권축 섬유에 역효과를 미치게 하는 온도보다 낮은 승온에서 활성화 기능해야 한다. 또한, 이들 섬유는 종래의 부직웹 형성장치를 사용하여 로프티, 오픈 비결합성 부직웹을 형성하기 위하여 나선형 권축 섬유와 함께 가공할 수 있는 것이 바람직하다. 통상적으로, 용융결합성 섬유는 25mm당 약6-12 크림프로 스터퍼 복수 권축된 중심 코어와 외장(Sheath)을 가지고 있으며, 약 25 내지 약 100mm의 절단 스테이플(staple) 길이를 가지고 있다. 합성섬유는 약 2-3g/데니어의 점착성(tenacity)를 가지고 있다. 대안적으로 용융결합성을 섬유는 직렬 구조 또는 편심 코어와 외장 구조로 되어있을 수 있다. 용융결합성 섬유와 바람직한 데니어는 6 이상이다.

본 발명의 제품의 부직웹에서는 많은 형태 및 종류의 연마입자 및 결합제를 사용할 수 있다. 이러한 성분은 사용되는 섬유에 단단하게 접착하는 능력을 고려하고 사용중에 이러한 접착특성을 유지하는 능력을 고려해서 선택하여야 한다.

일반적으로, 결합물질은 사용중에 다소 낮은 마찰계수를 나타내는 것이 매우 바람직한데, 예를들면, 이들 물질은 마찰열에 반응에서 페이스트(paste)화 또는 점성화되지 않아야 한다. 그러나, 고무조성물 등과 같은 몇몇 물질은 페이스트화되는 경향이 있으므로 미립자 충전재로 이들 물질을 적당히 충전하는 것이 유용할 수 있다. 특히 적합한 결합제는 페놀알데히드수지, 부틸화 우레아 알데히드수지, 에포사이드수지, 폴리에스테르수지(예, 무수말레인산 및 무수프탈산과 프로필렌글리콜의 응축 생성물), 아크릴수지, 스티렌-부타디엔수지 및 폴리우레탄을 들 수 있다.

보통 사용하는 결합제의 양은 가교접축점에서 섬유를 결합하며 또한 연마입자의 사용시 이들 연마입자를 단단하게 결합시키는데 필요한 최소양으로 조절되어 사용한다. 결합제, 그리고 결합제가 적용되는 용매는 사용되는 특정섬유에 따라 조심스럽게 선택하여 섬유의 메짐(embrittling penetration)이 일어나지 않도록 해야 한다.

본 발명의 부직웹에 유용한 연마물질의 대표적인 실례로는, 실리콘 카바이드, 용융산화알루미늄, 가아넷, 플린트(flint), 에머리(emery), 실리카, 탄산칼슘 및 탈크를 들 수 있다. 입자의 크기 또는 등급은 제품의 용도에 따라서 다양할 것이다. 연마입자의 통상적인 등급은 약 36 내지 1000의 범위이다.

종래의 부직웹 제조장치는 나선형 권축 섬유의 웹, 또는 용융결합성 섬유의 존재 또는 부재하의 나선형 권축 섬유 및 스터퍼 복스 권축 섬유의 혼합물을 만드는데 사용될 수 있다. 나선형 권축 섬유를 함유한 에어 레이드(Air laid) 부직웹은 Dr. O. 앙글레이트너(Angleitner(DOA)), 프록터 & 슈바츠 또는 란도 머신 코오퍼레이션에 시판하고 있는 장치를 사용하여 만들 수 있다. 기계 레이드(Mechanical laid) 웹은 허게스(Hergheth) KG, 헌터 또는 다른 회사에서 시판하고 있는 장치를 사용하여 만들 수 있다. 권축 섬유의 제조과정중에, 윤활제는 통상적인 시설공사에 사용된다. 그러나, 권축 섬유상의 과잉의 윤활코팅은 부직웹으로 권축 섬유를 가공처리하는 것을 방해할 수 있다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 제한하는 것이 아니다.

실시예 1

통상 시판되는 웹제조장치인 DOA 기계를 사용하여 약 460g/㎡의 중량 및 약 50mm의 두께를 가진 랜덤 에어-레이드 부직웹을 제조하였다. 60 데니어 나선형 권축 폴리에틸렌 테레프탈레이트 폴리에스테르(PET) 스테이폴 섬유 70중량% 및 15 데니어 이성분 스터퍼 복스 권축 폴리에스테르 용융결합성 섬유 30중량%의 예비혼합물로부터 웹을 형성하였다. 나선형 권축 섬유는 에지 권축에 의해 형성되었으며, 충분히 인장된 후 75-100mm 스테이플 길이로 절단되었으며, 3.2g/데니어의 점착성(tenacity), 25mm당 2.7 사이클의 크림프, 42의 권축지수, 및 175℃에서 5분 동안 열노출후에 38의 권축지수를 가지고 있었다. 용융결합성 섬유는 이성분 외장/코어(변형된 폴리에스테르/폴리에스테르) 구조를 가진 스터퍼 복스 권축 섬유이었고, 3g/데니어의 점착성, 40mm의 스테이플 길이, 25mm당 9 사이클의 크림프, 9의 권축지수 및 130℃에서 5분 동안 열노출후에 16의 권축지수를 가지고 있었으며, 120-200℃에서 활성화 가능했다.

부직웹을 안정화시키고 부직웹에 이성분 용융결합성 폴리에스테르 섬유를 결합시키기 위하여, 오븐에서 약 180℃로 가열된 저속의 공기를 3분 동안 웹을 통해 송풍시켰다. 부직웹의 두께는 약 45mm로 약간 감소되었다.

하기 성분을 나타낸 양으로 혼합시켜 약 70중량%의 비휘발성 물질을 지닌, 충전된 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 포화제를 제조하였다.

수직으로 반대에 위치되어 250mm 직경을 가진 고무로 커버된 한쌍의 스퀴즈 롤 사이로 부직웹을 통과시켜 포화제를 도포하였다. 포화제를 평평하게 분산시키기 위하여 포화제내에 침지되어 있는 하부 회전 롤이 포화제를 부직웹으로 통과시켰다. 습윤 부직웹을 건조시키고, 포화체를 약 5∼7분 동안 175℃ 고온의 대기오븐내에서 경화시켰다. 건조된 코닝 부직웹은 약 38mm의 두께 및 약 1110g/㎡의 중량을 가지고 있었다. 부직웹은 길이 방향 및 교차 방향으로 각각 9.5 및 11.4㎏/25mm 시료폭의 파괴강도를 가지고 있었다.

430mm의 직경을 가진 플로어 버핑패드 및 전술한 웹으로부터의 다이 컷트상에서 가속화 마모 수명시험에 의해 부직웹의 연마저항을 측정하였다. 2.4m의 직경 및 충전된 비닐 플로어 타일로 제조된 표면을 가진 회전테이블을 분당 10회전수(rpm)의 속도로 회전시켰다. 마모를 가속화하기 위하여, 50 등급의 코팅연마제를 함유한 100mm 폭의 4개의 스트립을 랜덤 방사유형으로 비닐 플로어 타일에 접착시켜서, 테이블 회전시 부직 플로어 버핑패드를 이들 스트립위에 교차시켰다. 175rpm으로 작동하는 시판중인 플로어 버핑 기계로 플로어 버핑패드를 구동시켰다. 버핑 기계의 중량으로 회전테이블에 대하여 버핑패드가 추진되었다. 3엠에서 시판되는 “Insta-Lok”상표 구동 조합인 종래의 430mm 직경의 홀더/드라이버로 버핑패드를 고정 및 추진시켰다. 버핑 기계 및 홀더/드라이버의 중량의 합은 약 59㎏이었다. 시험의 초기에서, 테이블 및 버핑기계를 회전시키고, 전체의 중량이 시험패드상에 오도록 하기 위하여 버핑 기계를 낮추었다. 시험패드가 4개의 연마스트립의 작용으로 분해될때까지 시험을 계속하였다. 시험의 초기에서부터 걸린 시간을 기록하였다. 본 실시예에서 버핑 플로어 패드의 평균수명은 6.8분이며, 그 범위는 2.0-11.0분이었다.

비교실시예 A

15 데니어의 용융결합성 섬유 30중량% 및 50 데니어의 인장된 폴리에스테르 스테이플 섬유 70중량%의 혼합물로부터 부직웹을 만들었으며, 이들 혼합물은 스터퍼 복스 권축되어 열경화된 후, 37mm의 길이로 절단되었다. 실시예 1에 기재된 공정에 따라 웹을 제조했다. 스터퍼 복스 권축 섬유는 4g/데니어의 점착성, 25mm당 5 사이클의 크림프, 26의 권축지수 및 125℃의 온도에 5분간 노출한 후에도 126의 권축지수를 가지고 있었다. 부직웹의 중량 및 두께는 465g/㎡ 및 약 37mm이었다. 코팅 조성물로 포화시키고 실시예 1과 같이 경화한 후, 건조된 생성물의 중량 및 두께는 약 1170g/㎡ 및 약 29mm이었다. 실시예 1에서와 같이 가속화 마모시험을 하였을 때, 대조군 플로어 버핑패드의 평균수명은 1.1분으로 측정되었으며, 표준편차는 0.2분이었다.

실시예 2-6

실시예 1에서와 같이 60 데니어 나선형 권축 폴리에틸렌 테레프탈레이트 폴리에스테르 섬유 70중량% 및 용융결합성 섬유 30중량%로부터 부직웹을 형성하였다. 그후, 웹을 실시예 1에 개시된 포화제로 코팅하였다. 실시예 1의 방법으로 측정된 코팅웹의 강도 및 마모 저항, 및 이들 시료의 조성을 표 Ⅱ에 나타냈다.

[표 Ⅱ]

¹MD은 기계방향을 의미하고 ; XD은 교차방향을 나타낸다.

²SD은 표준편차를 나타낸다.

표 Ⅱ의 데이타는 나선형 권축 섬유를 함유한 버핑패드가 스터퍼 복스 권축섬유만을 함유한 버핑패드보다 적은 두께 및 중량을 가졌으나, 오히려 더 긴 패드 수명을 가지고 있다는 것을 나타내고 있다.

실시예 7

15 데니어 용융결합성 섬유 30중량%(실시예 1과 같음), 60 데니어 나선형 권축 폴리에스테르 스테이플섬유 35중량%(실시예 1과 같음) 및 75-100mm 길이로 절단된 140 데니어 나선형 권축 인장된 폴리에스테르 스테이플 섬유 35중량%의 혼합물로부터 부직웹을 만들었다. 140 데니어 섬유는 25mm당 1.6 크림프, 3.4g/데니어의 점착성, 및 175℃에서 5분 동안의 열노출 전 및 후에 52의 권축지수를 가지고 있었다. 3분 동안 부직웹을 가열하여 용융결합성 섬유를 활성화하여, 500g/㎡의 중량 및 31mm의 두께를 지닌 웹을 제조하였다. 실시예 1의 포화제로 포화시키고 열처리하여 결합제를 경화한 후, 웹의 총중량은 약 1180g/㎡ 이었다. 건조 포화된 생성물의 두께는 30mm이었다. 가속화된 평균 마모수명은 4.5분이고, 표준편차는 1.1분이었다.

비교실시예 B

15 데니어 스테이플 결합제 섬유 30중량%(실시예 1에서와 같음), 50 데니어 스터퍼 복스 권축 폴리에서테르 스테이플 섬유 35중량%(비교실시예 A와 같음), 및 75-100mm 길이로 절단된 100 데니어 스터퍼 복수 권축 인장된 폴리에스테르 스테이플 섬유 35중량%을 혼합하여 부직웹을 만들었다. 125℃에서 6분 동안 부직웹을 가열하여 용융결합성 섬유를 활성화하였다. 부직웹의 초기 중량은 490g/㎡이었다. 실시예 1의 포화제로 포화시키고 경화하여 포화제를 건조한 후, 건조 생성물의 중량은 약 1210g/㎡이고, 두께는 약 25mm이었다. 가속화된 평균 마모수명은 2.7분이고, 표준편차는 0.4분이었다.

실시예 8-11

종래의 스터퍼 복스 권축 섬유, 이성분 용융결합성 섬유 및 나선형 권축(에지 권축) 섬유를 함유하고 있는 스테이플 섬유의 각종 혼합물로 부직 연마제품을 만들었다. 허게스(Hergeth) 기계적 부직 제조 기계를 사용하여 하기 표 Ⅲ에 나타난 섬유 조성물로부터 부직웹을 만들었다.

[표 Ⅲ]

¹섬유는 코어 및 외장형태로 되어 있고, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고 있으며, 외장은 에틸렌 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트의 코폴리에스테르를 포함하고 있음.

하기 표는 50 데니어 용융결합성 섬유, 65 데니어 나선형 권축 섬유, 및 75 데니어 스터퍼 복스 권축 섬유의 성질을 나타내고 있다.

[표 Ⅳ]

실시예 8,9 및 비교실시예 D의 부직웹을 4m 길이의 170℃ 고온 대기 오븐으로 6m/분의 속도로 통과시켜 용융결합성 섬유를 활성화시켰다. 실시예 8,9 및 비교실시예 D의 결합웹과 실시예 10.11 및 비교실시예 C의 비결합된 웹을, 하기 표 Ⅴ에 나타난 예비결합 수지결합제로 코팅하였다.

[표 Ⅴ]

두개의 롤 코팅기로 부직웹에 코팅을 도포한 후, 18m 길이를 가진 150℃ 고온 대기 오븐으로 6m/분의 속도로 코팅웹을 통과시켜 상기 코팅을 경화하였다.

그 다음, 실시예 8,9,10 및 11과 비교실시예 C 및 D의 예비결합 부직웹 각각을 롤 코팅하여 하기 표 Ⅵ에 나타난 슬러리 코팅을 도포하였다.

[표 Ⅵ]

코팅후에, 4m 길이의 165℃ 고온 대기 오븐으로 1.5m/분의 속도로 부직웹을 통과시켜 수지결합체를 결화시켰다. 웹의 중량, 코팅 웹, 웹 두께 및 인장력을 하기 표 Ⅶ에 나타내었다.

[표 Ⅶ]

¹9개 웹의 평균두께는 115Pa 압력하에 측정되었다.

실시예 8,9,10 및 11과 비교실시예 C 및 D의 웹 각각으로부터 디스크를 절단하였다. 이들 디스크는 150mm의 직경 및 32mm의 중심 홀을 가지고 있었다. 6개의 디스크를 아버(arbor)에 설치하고, 32mm의 중심홀을 가진 125mm 직경의 플렌지(flange)에 의해 25mm의 두께로 압축하였다. 그후, 압축 및 억제된 디스크를 2000rpm으로 회전시켰다. 50mm×280mm의 6061 천공 알루미늄 시이트 형태의 공작물을 회전연마 디스크에 대하여 3분 동안 22N의 힘으로 추진시키고, 회전 디스크에 대하여 150mm 앞뒤로 이동시켰다. 공작물은 6.4mm의 스테거(stagger)형을 가지고 있었으며, 6.4mm 직경의 천공 및 중심상에 8.7mm 떨어진 홀을 가지고 있었고, 48% 오픈성이었으며, 두께가 1.63mm이었다.

6개 디스크의 중량 손실 및 천공 알루미늄 시이트의 중량 손실(절단)을 표 Ⅷ에 기록하였다.

[표 Ⅷ]

50% 이상의 나선형 권축 섬유를 함유한 실시예 10 및 11의 패드는, 비교실시예 C의 패드와 동일하거나 더 우수한 절단성 및 훨씬 더 큰 효율을 나타냈다. 실시예 8 및 9의 패드는 비교실시예 8 및 9의 패드는 비교실시예 D의 패드에 비해서 더욱 증가된 절단성 또는효율을 나타냈다.

당업자라면 본 발명의 다양한 개질 및 변형을 본 발명의 범주 및 범위에서 이탈함이 없이 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 예시적인 구체예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (10)

1. 결합제, 연마입자 및 30중량% 이상의 나선형 권축 합성 유기 스테이플 섬유를 함유하는, 로프티하고 오픈성인 부직 웹을 포함하는 연마제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 웹이 50중량% 이상의 나선형 권축 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 연마제품.
3. 제1항에 있어서, 상기 웹이 70중량% 이상의 나선형 권축 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 연마제품.
4. 제1항에 있어서, 상기 웹이 용융결합성 섬유를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 연마제품.
5. 제1항에 있어서, 상기 웹이 스터퍼 복스 권축 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 연마제품.
6. 제1항에 있어서, 상기 나선형 권축 섬유가 안정화된 것을 특징으로 하는 연마제품.
7. 제1항에 있어서, 상기 나선형 권축 섬유가 1mm당 약 1 내지 약 15의 크림프를지니는 것을 특징으로 하는 연마제품.
8. 제1항에 있어서, 상기 나선형 권축 섬유가 약 35% 내지 약 70%의 권축지수를 가지는 것을 특징으로 하는 연마제품.
9. 제1항에 있어서, 상기 나선형 권축 섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마제품.
10. 제1항에 있어서, 상기 나선형 권축 섬유가 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마제품.

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