KR20200083648A - 연마용 버핑 물품 - Google Patents

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지아나 왕
잉 카이
마이크 디. 샤펠
슈 양
브라마난담 브이. 타니켈라
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생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
생-고벵 아브라시프
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Abstract

본 발명은 연마용 버핑 물품("연마용 버프") 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 연마용 버프는 일차 연마재 입자와 같은 연마재 입자 및/또는 분무 건조 연마재 집합체와 같은 연마재 집합체를 포함하는 연마재 중합체 조성물로 함침된 직물과 같은 기판을 포함한다. 연마용 버프는 가요성이며 복잡한 형상을 처리하는 공작물과 일치하고 이를 효과적으로 연마, 폴리싱 및 버핑할 수 있다.

Description

연마용 버핑 물품
본 발명의 구현예는 연마용 버핑 물품(이하 "연마용 버프") 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 연마용 버프는 분무 건조된 연마재 집합체와 같은 연마재 입자를 포함하는 연마재 중합체 조성물로 함침된 직물과 같은 기판을 포함한다. 연마용 버프는 가요성이며 복잡한 형상을 처리하는 공작물과 일치하고 이를 효과적으로 연마, 폴리싱 및 버핑할 수 있다.
종래의 버프 및 버핑 휠(본원에서 "버프(buffs)"라고 통칭)은 금속, 플라스틱, 세라믹, 유리, 목재, 석재, 실리콘, 광학 재료 등으로 제조된 부품을 연마하는데 사용된다. 버핑은 표면의 보다 엄격한 스톡 제거 처리 후에 일반적으로 수행되는 마무리 공정이다.
버프는 종종 "컷(cut)" 버프 또는 "컬러(color)" 버프로 분류된다. "컷" 버프는 더 공격적이며, 일반적으로 버프와 공작물 사이에서 고압 매체인 버핑 화합물과 함께 사용되며, 공작물은 버프의 회전 방향에 대해 반대로 진행한다. 이로 인해, 공작물의 스크래치가 미세화되고 균일한 무광택 마감 처리가 가능하다. 이와 달리, "컬러" 버프는 일반적으로 버프와 공작물 사이에서 중압 내지 저압 매체인 더 미세한 버핑 화합물과 함께 사용되며, 공작물은 버프의 회전 방향으로 진행한다. 컬러 버프를 적용하면 공작물 표면의 스크래치가 더욱 미세화되고 거울과 같은 반사 마감 처리가 가능하다.
종래의 버프는 일반적으로 임의의 고정된 연마재가 없다. 대신, 연마재 에멀젼 또는 고체 왁스 연마재 화합물은 버프의 작업 표면에 외적으로 적용되고, 연마 작업 동안 주기적으로 재적용된다. 종래의 버핑 시스템에는 연마재 화합물 운송 및 적용 시스템의 유지 보수 및 세척 관련 고비용, 버핑 공정 중 많은 폐기물 및 연마재 화합물 폐기와 관련된 비용 및 우려를 포함하여 여러가지 단점이 있다.
따라서, 향상된 연마 처리 성능, 효율 및 개선된 표면 품질을 제공할 수 있는 개선된 연마용 제품 및 방법에 대한 요구가 지속되고 있다.
구현예는 예로서 예시되고 첨부된 도면으로 제한되지 않는다.
도 1은 일 구현예에 따른 연마용 버프의 이미지이다.
도 2는 일 구현예에 따른 연마용 버프를 제조하는 방법의 공정 흐름도이다.
도 3A는 일 구현예에 따라 연마 입자가 직포 기판의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 연마용 버프의 직포 기판의 표면 상에 배치된 연마 조성물(중합체 결합제 조성물 중 연마 입자)의 이미지이다.
도 3B는 도 3A에 도시된 동일한 구현예의 단면도이고 연마 조성물이 직포 기판의 양면(즉, 전면 및 후면) 상에 배치되고 연마 입자가 직포의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 것을 나타낸다.
도 4A는 일 구현예에 따른 코팅 전 부직포의 예시이다.
도 4B는 일 구현예에 따른 코팅 전 부직포의 예시이다.
도 5는 일 구현예에 따른 연마 조성물로 딥 코팅된 직포 기판의 예시이다.
도 6은 연마 물품의 연마 테스트를 수행하도록 설정된 구현예에 따른 연마용 버프를 도시한 이미지이다.
도 7A는 일 구현예에 따라 연마 입자가 부직포 기판의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 연마용 버프의 부직포 기판의 표면 상에 배치된 연마 조성물(중합체 결합제 조성물 중 연마 입자)의 이미지이다.
도 7B는 도 7A에 도시된 동일한 구현예의 단면도이고 연마 조성물이 부직포 기판의 양면 상에 배치되고 연마 입자가 부직포의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 것을 나타낸다.
도 8A는 일 구현예에 따라 연마 입자가 부직포 기판의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 연마용 버프의 부직포 기판의 표면 상에 배치된 연마 조성물(중합체 결합제 조성물 중 연마 입자)의 이미지이다.
도 8B는 도 8A에 도시된 동일한 구현예의 단면도이고 연마 조성물이 부직포 기판의 양면 상에 배치되고 연마 입자가 부직포의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하는 것을 나타낸다.
도 9는 공작물에 대해 10도 각도 테스트를 수행하기 위해 설정된 테스트의 예시이다.
도 10은 바이어스를 갖는 직물의 일 구현예를 도시한다.
당업자는 도면의 요소를 단순함과 명료함을 위해 도시하고 반드시 크기에 맞게 그려지는 것이 아니라는 점을 이해한다. 예를 들어, 도면에서 일부 요소의 치수는 발명의 구현에 대한 이해를 향상시키기 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다.
바람직한 구현예(들)의 상세한 설명
다음의 설명은 도면과 함께 본원에 개시된 교시를 이해하기 위해 제공된다. 다음의 논의는 교시의 특정 실시예 및 구현예에 중점을 둘 것이다. 이러한 중점 사항은 교시의 설명을 돕기 위해 제공되는 것으로서, 교시의 범위 또는 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 본 출원에 개시된 교시에 기초하여 다른 구현예가 사용될 수 있다.
용어 "포함한다", "포함하는", "포함하다", "포함한", "갖는다", "갖는", 또는 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 다루는 것으로 의도된다. 예를 들어, 열거된 특징을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징으로만 한정되는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않은 다른 특징 또는 이러한 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "또는"은 배타적 논리합이 아니라 포함적 논리합을 의미한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 어느 하나에 의해 만족된다. A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 부존재), A는 거짓(또는 부존재)이고 B는 참(또는 존재), A, B 모두 참(또는 존재).
또한, "일" 또는 "하나"의 사용은 본원에 기술된 요소 및 구성 요소를 기술하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의상 그리고 발명의 범위의 일반적 의미를 제공하기 위해 사용된다. 이 설명은 명확히 달리 의미하지 않는 한, 하나, 적어도 하나, 또는 복수를 포함하는 단수 또는 그 반대의 경우를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단수 항목이 본원에 설명되는 경우, 하나 이상의 항목이 단일 항목 대신 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 항목이 본원에 설명되는 경우, 하나 이상의 항목 대신 단일 항목이 사용될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "집합체"는 압력 또는 교반의 적용에 의해 집합체 입자를 더 작은 입자로 분리 또는 분해시키는 것이 비교적 어려운 방식으로 조합된 복수의 더 작은 입자로 제조된 입자를 지칭하기 위해 사용될 수 있다. 이는 압력 또는 수동 교반과 같은 적용에 의해 응집체 입자를 다시 더 작은 입자로 분리 또는 분해시키는 것이 비교적 쉬운 방식으로 조합된 복수의 더 작은 입자로 구성된 입자를 지칭하기 위해 본원에 사용된 용어 "응집체"와 대조적이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법, 및 실시예는 예시일 뿐이고, 제한하고자 하는 것은 아니다. 본원에 기술되지 않는 내용에서 특정 재료 및 가공 처리에 관한 많은 세부 사항은 일반적인 것이며 연마 기술 내의 교재 및 기타 출처에서 찾아볼 수 있다.
도 1은 복수의 직포 층(102)을 포함하는 연마용 버핑 물품(100)("연마용 버프")의 구현예의 이미지를 도시한다. 연마 조성물은 각각의 직물 층에 고정된다. 각각의 직물 층은 복수의 방적사(yarn)를 포함하되, 연마재 조성물은 방적사 내에 및/또는 방적사 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 연마재 조성물은 중합체 결합제 및 중합체 결합제에 분산된 복수의 연마재 입자를 포함한다.
도 2는 연마용 버프를 조성하는 방법(300)의 공정 흐름도를 도시한다. 단계 202는 복수의 연마재 입자 및 중합체 결합제를 함께 혼합하여 전구체 조성물을 조성하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 연마재 입자는 연마재 집합체를 포함할 수 있다. 단계 204는 직포를 전구체 조성물로 함침시키는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 연마재 입자는 직포 섬유 내에 그리고 직포 섬유 사이를 관통한다. 일 구현예에서, 전구체 조성물은 직포의 양면(즉, 전면 및 후면)에 배치될 수 있다. 단계 206은 전구체 조성물을 경화시켜 연마재 직포를 조성하는 단계를 포함한다. 단계 208은 연마재 직포를 연마용 버프로 조성하는 단계를 포함한다.
도 3A는 연마재 조성물(연마재 입자를 포함)이 일 구현예에 따라 직포 기판의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하도록 연마재 조성물(즉, 중합체 결합제 조성물에 분산된 연마재 입자)이 직물 상에 그리고 직물 내에 배치되는 연마용 버프의 직포 기판의 표면 이미지이다.
도 3B는 도 3A에 도시된 동일한 구현예의 단면도이고 연마재 조성물은 직포 기판의 양면(즉, 전면 및 후면)에 배치되어 있음을 도시한다. 연마재 조성물(연마재 입자를 포함)은 직포의 섬유 내로 그리고 섬유 사이를 관통하고 있다.
연마재 직물 조성물
연마용 버프의 연마재 직물은 다양한 양의 연마재 조성물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물의 양은 연마재 직물의 30 wt% 이상, 예컨대 연마재 직물의 35 wt% 이상, 38 wt% 이상, 40 wt% 이상, 42 wt% 이상 또는 44 wt% 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 조성물은 연마재 직물의 85 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 80 wt% 이하, 75 wt% 이하, 70 wt% 이하, 65 wt% 이하, 60 wt% 이하, 또는 55 wt% 이하를 포함할 수 있다. 연마재 조성물의 양은 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 연마재 조성물의 양은 연마재 직물의 30 wt% 이상 내지 85 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 35 wt% 이상 내지 80 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 40 wt% 이상 내지 75 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 40 wt% 이상 내지 70 wt% 이하를 포함할 수 있다.
연마용 버프의 연마재 직물은 다양한 양의 직물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 직물의 양은 연마재 직물의 10 wt% 이상, 예컨대 연마재 직물의 15 wt% 이상, 20 wt% 이상, 25 wt% 이상, 30 wt% 이상 또는 35 wt% 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 직물은 연마재 직물의 70 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 65 wt% 이하, 60 wt% 이하, 55 wt% 이하, 50 wt% 이하를 포함할 수 있다. 직물의 양은 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 직물의 양은 연마재 직물의 15 wt% 이상 내지 70 wt% 이하, 예컨대 연마재 직물의 20 wt% 이상 내지 65 wt% 이하를 포함할 수 있다.
부가물 중량
선택적으로, 연마재 직물을 포함하는 연마재 조성물의 양은 직물에 부가된 연마재 조성물의 양 또는 "중량"(단위 면적당 질량)(즉, 부가물 중량)으로 표현될 수 있다. 일 구현예에서, 부가물 중량은 평방 미터당 10 그램("GSM") 이상, 예컨대 25 GSM 이상, 50 GSM 이상, 75 GSM 이상, 100 GSM 이상 또는 150 GSM 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 부가물 중량은 800 GSM 이하, 예컨대 700 GSM 이하, 600 GSM 이하, 500 GSM 이하, 400 GSM 이하, 300 GSM 이하, 275 GSM 이하, 250 GSM 이하, 225 GSM 이하, 또는 200 GSM 이하를 포함할 수 있다. 부가물 중량은 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 부가물 중량은 50 GSM 이상 내지 800 GSM 이하, 예컨대 75 GSM 이상 내지 500 GSM 이하, 100 GSM 이상 내지 300 GSM 이하의 중량을 포함할 수 있다.
직물 층
연마용 버프는 복수의 직물 층을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 각각의 직물 층은 각각의 직물 층에 고정된 연마재 조성물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 직물 층은 직포, 부직포, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 직물의 제1 측면 상에 배치될 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 직물의 제2 측면 상에 추가로 배치된다.
특정 구현예에서, 직물은 직포를 포함한다. 일 구현예에서, 직포는 경사와 위사 같은 복수의 방적사(yarn)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 방적사(yarn) 내부 또는 사이, 예컨대 경사와 위사 사이에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 직물의 제1 측면으로부터 직물의 제2 측면까지 방적사(yarn) 사이에서 직물을 통해 추가로 배치될 수 있다.
다른 특정 구현예에서, 직물은 부직포를 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "부직포 또는 부직 웹"은 편직된 직물에서와 같이 식별될 수 있는 방식으로 삽입되지 않은 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 부직 웹은 다수의 공정, 예컨대 멜트블로잉(meltblowing) 공정, 스펀본딩(spunbonding) 공정 및 결합된 카드형 웹(bonded carded web) 공정으로 조성될 수 있다. 부직포의 기본 중량은 일반적으로 제곱야드당 재료의 온스(osy) 또는 제곱미터당 그램(gsm)으로 표시되고 섬유 직경은 일반적으로 미크론으로 표시된다. (osy에서 gsm으로 변환하려면 osy에 33.91을 곱함). 일 구현예에서, 부직포는 스펀본딩 공정 처리 섬유의 스펀본드 직물(별칭은 "스펀레이드(spunlaid)" 직물)을 포함할 수 있다. "스펀본드 섬유"는 압출된 필라멘트의 직경이 급격히 감소되는 방사구의 복수의 미세하고, 일반적으로 원형인 모세관으로부터 필라멘트로서 용융 열가소성 재료를 압출함으로써 조성된 작은 직경의 섬유를 지칭한다. 스펀본드 섬유는 수집 표면 상에 증착될 때 일반적으로 비점착성이다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이다.
일 구현예에서, 스펀본드 직물은 멜트블로잉 공정 처리 섬유의 멜 트블로잉 직물을 포함할 수 있다. "멜트블로잉 공정 처리 섬유(meltblown fiber)"는 용융 열가소성 재료의 필라멘트를 감쇄시킴으로써 그 직경을 마이크로 섬유 직경으로 줄일 수 있는, 집중형 고속이며, 일반적으로 고온인 가스(예: 공기) 스트림으로 용융된 실 또는 필라멘트로서 복수의 미세한, 일반적으로 원형인 다이 모세관을 통해 용융 열가소성 재료를 압출함으로써 조성된 섬유를 의미한다.
그 후, 멜트블로잉 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 증착되어 무작위로 분사된 멜트블로잉 섬유 웹을 조성한다. 멜트블로잉 섬유는 연속적이거나 불연속적일수 있는 마이크로 섬유이며, 평균 직경이 일반적으로 10 미크론 미만이며, 수집 표면 상에 증착될 때 일반적으로 점착성이다.
일 구현예에서, 스펀본드 직물은 웹을 함께 보유하는 결합을 포함한다. 일 구현예에서, 결합은 열 결합(열 본딩), 하이드로-엔탱글링 결합, 수지 결합, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 열 결합은 평탄 결합, 포인트 결합(별칭은 패턴 결합) 및 통기 결합을 포함할 수 있다. 평탄 결합은 웹 전체에 평평한 캘린더 형태로 열과 일정한 압력을 가하여 서로 결합된 섬유의 매끄러운 표면을 만든다. 포인트 결합(별칭은 패턴 결합)은 롤에 패턴이 엠보싱된 가열 롤을 적용하는 공정이다. 섬유는 롤의 특정 패턴 포인트에서만 함께 결합된다. 선택적으로, 포인트 결합은 초음파 용접에 의해 달성될 수 있다. 포인트 결합은 S-직조 패턴, 확장형 한센-펜닝(EHP) 패턴, 와이어 직조 패턴, 포인트 비결합 패턴(PUB) 또는 이들의 조합과 같은 다양한 포인트 결합 패턴 중 임의의 패턴 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 통기 결합은 가열된 드럼을 통해 웹을 끌어 당겨 웹에 특정 압력을 가하지 않고 직물 전체에 결합을 생성한다. 특정 구현예에서, 직물은 부직, 스펀본드, 포인트 결합 직물을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 연마재 조성물은 부직 웹의 섬유 내에 또는 그 사이에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 직물의 제1 측면으로부터 직물의 제2 측면까지 웹의 섬유 사이에서 직물을 통해 추가로 배치될 수 있다.
직물 층의 수
연마용 버프는 복수의 직물 층("plys"라고도 함)을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 직물 층의 수는 2개 이상의 층, 예컨대 4개 이상의 층, 6개 이상의 층, 8개 이상의 층, 또는 10개 이상의 층일 수 있다. 다른 구현예에서, 층의 수는 20개 이하의 층, 예컨대 18개 이하의 층, 16개 이하의 층, 14개 이하의 층, 또는 12개 이하의 층일 수 있다. 직물 층의 수는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 직물 층의 수는 2개 이상의 층 내지 20개 이하의 층, 예컨대 4개 이상의 층 내지 18개 이하의 층, 6개 이상의 층 내지 16개 이하의 층, 또는 8개의 이상의 층 내지 14개의 이하의 층을 포함할 수 있다.
직조
일 구현예에서, 직물 층은 직포를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 직포는 평직, 바스켓 직조, 리브(rib) 직조, 평형 평직(balanced plain weave), 능직, 새틴(satin) 직조, 또는 이들의 조합을 포함하는 하나 또는 복수의 직조 패턴을 포함할 수 있다.
실 수 - 경사
직포의 실 수(thread count)는 경사(warp) 방향 및 위사(weft) 방향에 따라 달라질 수 있다. 일 구현예에서, 직포는 경사 방향으로 인치당 50 수 이상, 예컨대 인치당 55 수 이상, 인치당 60 수 이상, 인치당 65 수 이상, 인치당 70 수 이상, 인치당 75 수 이상, 인치당 80 수 이상, 인치당 85 수 이상, 또는 인치당 90 수 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 직포는 인치당 300 수 이하, 예컨대 인치당 280 수 이하, 인치당 260 수 이하, 인치당 240 수 이하, 인치당 220 수 이하, 또는 인치당 200 수 이하를 포함할 수 있다. 인치당 실 수는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 인치당 실의 양은 경사 방향으로 인치당 50 수 이상 내지 인치당 300 수 이하, 예컨대 인치당 50 수 이상 내지 인치당 100 수 이하, 또는 인치당 100 수 이상 내지 인치당 300 수 이하를 포함할 수 있다.
실 수 - 위사
직포의 실 수(thread count)는 경사(warp) 방향 및 위사(weft) 방향에 따라 달라질 수 있다. 일 구현예에서, 직포는 위사 방향으로 인치당 50 수 이상, 예컨대 인치당 55 수 이상, 인치당 60 수 이상, 인치당 65 수 이상, 인치당 70 수 이상, 인치당 75 수 이상, 인치당 80 수 이상, 인치당 85 수 이상, 또는 인치당 90 수 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 직포는 인치당 300 수 이하, 예컨대 인치당 280 수 이하, 인치당 260 수 이하, 인치당 240 수 이하, 인치당 220 수 이하, 또는 인치당 200 수 이하를 포함할 수 있다. 인치당 실 수는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 인치당 실의 양은 위사 방향으로 인치당 50 수 이상 내지 인치당 300 수 이하, 예컨대 인치당 50 수 이상 내지 인치당 100 수 이하, 또는 인치당 100 수 이상 내지 인치당 300 수 이하를 포함할 수 있다.
비율 - 경사:위사
직포 층의 경사 대 위사의 비율은 다양할 수 있다. 일 구현예에서, 직포는 1:6(예: 50/300 실 수) 내지 6:1(예: 300/50 실 수) 범위의 경사 대 위사(경사:위사)의 비, 예컨대 1:2 내지 2:1, 또는 1:1.8 내지 1:1의 비를 포함한다.
직물 중량
직물(직포 또는 부직포)의 "중량"(면적당 질량)은 다양할 수 있다. 일 구현예에서, 직물 중량은 평방 미터당 10 그램("GSM")(g/m2) 이상, 예컨대 25 GSM 이상, 50 GSM 이상, 75 GSM 이상, 100 GSM 이상 또는 150 GSM 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 직물 중량은 800 GSM 이하, 예컨대 700 GSM 이하, 600 GSM 이하, 500 GSM 이하, 400 GSM 이하, 300 GSM 이하, 275 GSM 이하, 250 GSM 이하, 225 GSM 이하, 또는 200 GSM 이하를 포함할 수 있다. 직물 중량은 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 직물 중량은 10 GSM 이상 내지 800 GSM 이하, 예컨대 25 GSM 이상 내지 500 GSM 이하, 50 GSM 이상 내지 400 GSM 이하, 또는 100 GSM 이상 내지 300 GSM 이하의 중량을 포함할 수 있다.
직물 중량 대비 부가물 중량 비율
직물 중량 대비 연마재 조성물 부가물 중량(이하 "부가물 중량") 비율은 다양할 수 있고 고정된 연마용 버프의 성능에 유리하게 영향을 줄 수 있다. 일 구현예에서, 직물 중량 대 부가물 중량(직물 중량:부가물 중량)의 비는 1:0.5 내지 1:3, 예컨대 1:0.6 내지 1:2.75, 또는 1:0.7 내지 1:2.5의 범위일 수 있다.
직물 유형
직물은 천연 섬유, 합성 섬유, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 천연 섬유는 하나 이상의 천연 섬유를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 천연 섬유는 셀룰로오스,면, 아마, 대마, 황마, 라미, 사이잘, 리넨, 실크, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 천연 섬유는 면을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 천연 섬유는 본질적으로 면으로 구성될 수 있다. 합성 섬유는 하나 이상의 합성 섬유를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 합성 섬유는 중합체, 유리, 금속, 고무, 탄소, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 합성 섬유는 중합체 섬유를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 섬유는 나일론, 아크릴, 올레핀, 폴리에스테르, 레이온, 모달, 다이니마, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 섬유는 폴리에스테르를 포함한다. 특정 구현예에서, 합성 섬유는 본질적으로 폴리에스테르로 구성될 수 있다. 다른 특정 구현예에서, 중합체 섬유는 나일론을 포함한다. 특정 구현예에서, 합성 섬유는 본질적으로 나일론으로 구성될 수 있다.
직물 바이어스
직물은 특정 그레인을 가질 수 있다. 직포의 경우, 그레인은 위사 및 경사의 배향을 지칭한다. 직물 그레인은 직선(straight) 그레인, 교차(cross) 그레인 또는 바이어스(bias) 그레인일 수 있다. 직물은 어떤 방향으로도 절단할 수 있으며 선택한 그레인은 직물이 매달리거나 늘어나는 방식에 영향을 준다. 일반적으로, 직물은 완제품의 주요 이음부가 특정 그레인과 정렬될 때 해당 그레인에서 절단된다고 한다. 직물의 경사와 위사가 그 주요 이음부 선에 대해 45도일 때 직물은 바이어스 그레인(또는 "바이어스)")을 갖는다. 일 구현예에서, 직물은 바이어스를 포함한다. 도 10은 바이어스를 갖는 직물의 일 구현예를 도시한다. 특정 구현예에서, 고정된 연마용 버프의 직물은 경사와 위사가 공작물에서 45도 접촉각이 되도록 편향될 수 있다. 일 구현예에서, 직물은 경사 및/또는 위사의 해어짐 및 마모를 방지하기 위한 바이어스를 포함한다.
직물 두께
직물 두께는 다양할 수 있고 고정된 연마용 버프의 성능에 유리하게 영향을 줄 수 있다. 일 구현예에서, 직물 두께는 50 미크론 이상, 예컨대 100 미크론 이상, 150 미크론 이상, 200 미크론 이상, 250 미크론 이상, 300 미크론 이상, 350 미크론 이상, 또는 400 미크론 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 직물 두께는 2000 미크론 이하, 예컨대 1800 미크론 이하, 1600 미크론 이하, 1500 미크론 이하, 1300 미크론 이하, 1250 미크론 이하, 1100 미크론, 1000 미크론 이하, 900 미크론 이하, 800 미크론 이하, 700 미크론 이하, 600 미크론 이하, 550 미크론 이하, 또는 500 이하 미크론 이하를 포함할 수 있다. 직물 두깨는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 직물 두께는 50 미크론 이상 내지 2000 미크론 이하의 두께, 예컨대 100 미크론 이상 내지 1500 미크론 이하, 150 미크론 이상 내지 750 미크론 이하, 250 미크론 이상 내지 650 미크론 이하, 350 미크론 이상 내지 550 미크론 이하의 두께를 포함할 수 있다.
연마재 조성물(경화 조성물)
연마용 버프는 각각의 직물 층에 고정된 연마재 조성물을 포함한다. 연마재 조성물은 중합체 결합제 상에 또는 내에 배치된 복수의 연마재 입자(본원에서는 연마재 그레인이라고도 칭함)를 포함한다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 유동성 개질제를 추가로 포함할 수 있다.
연마재 조성물을 포함하는 연마재 입자의 양은 다양할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 20 wt% 이상의 연마재 입자, 예컨대 25 wt% 이상, 30 wt% 이상, 35 wt% 이상, 40 wt% 이상, 45 wt% 이상, 연마재 그레인 50 wt%, 55 wt% 이상, 또는 60 wt% 이상의 연마재 입자를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 조성물은 90 wt% 이하의 연마재 입자, 예컨대 85 wt% 이하, 80 wt% 이하, 또는 75 wt% 이하의 연마재 입자를 포함할 수 있다. 연마재 입자는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 연마재 조성물 중 연마재 입자의 양은 20wt% 이상 내지 90wt% 이하, 예컨대 40wt% 이상 내지 85wt% 이하, 또는 60 wt% 이상 내지 80 wt% 이하인 연마재 입자를 포함할 수 있다.
연마재 조성물을 포함하는 중합체 결합제의 양은 다양할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 10 wt% 이상의 중합체 결합제, 예컨대 15 wt% 이상, 20 wt% 이상, 또는 25 wt% 이상의 중합체 결합제를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 조성물은 80 wt% 이하의 중합체 결합제, 예컨대 75 wt% 이하, 70 wt% 이하, 65 wt% 이하, 60 wt% 이하, 55 wt% 이하, 50 wt% 이하, 40 wt% 이하, 35 wt% 이하, 또는 30 wt% 이하의 중합체 결합제를 포함할 수 있다. 중합체 결합제는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 연마재 조성물 중 중합체 결합제의 양은 10 wt% 이상 내지 80 wt% 이하, 예컨대 15 wt% 이상 내지 70 wt% 이하, 또는 20 wt% 이상 내지 60 wt% 이하의 중합체 결합제를 포함할 수 있다.
연마재 조성물을 포함하는 유동성 개질제(본원에서 증점제라고도 칭함)의 양은 다양할 수 있다. 일 구현예에서, 연마재 조성물은 0.3 wt% 이상의 유동성 개질제, 예컨대 0.4 wt% 이상, 0.5 wt% 이상, 또는 0.6 wt% 이상의 유동성 개질제를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 조성물은 10 wt% 이하의 유동성 개질제, 예컨대 8 wt% 이하, 6 wt% 이하, 4 wt% 이하, 또는 2 wt% 이하의 유동성 개질제를 포함할 수 있다. 유동성 개질제는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 연마재 조성물 중 유동성 개질제의 양은 0.3 wt% 이상 내지 10 wt% 이하, 예컨대 0.4 wt% 내지 6 wt%의 유동성 개질제를 포함할 수 있다.
연마재 조성물 두께(연마재 코팅 두께)
연마재 조성물의 총 두께(즉, 총 연마재 코팅 두께)는 다양할 수 있고 고정된 연마용 버프의 성능에 유리하게 영향을 줄 수 있다. 연마재 직물이 한 면에만 코팅될 경우, 총 연마재 코팅 두께는 한 면의 코팅 두께와 동일할 것임을 이해할 것이다. 유사하게, 연마재 직물이 양면에 코팅될 경우, 총 연마재 코팅 두께는 양면의 코팅 두께 합과 동일할 것이다. 일 구현예에서, 총 연마재 코팅 두께는 20 미크론 이상, 예컨대 40 미크론 이상, 60 미크론 이상, 80 미크론 이상, 100 미크론 이상, 120 미크론 이상, 또는 140 미크론 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 코팅 두께는 300 미크론 이하, 예컨대 280 미크론 이하, 260 미크론 이하, 240 미크론 이하, 220 미크론 이하, 200 미크론 이하, 180 미크론, 또는 160 미크론 이하를 포함할 수 있다. 연마재 코팅 두께는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 코팅 두께는 60 미크론 이상 내지 300 미크론 이하의 두께, 예컨대 80 미크론 이상 내지 260 미크론 이하, 100 미크론 이상 내지 200 미크론 이하를 포함할 수 있다.
직물 두께 대비 연마재 조성물 두께 비율
직물 두께 대비 연마재 조성물 부가물 두께(이하 "부가물 두께") 비율은 다양할 수 있고 고정된 연마용 버프의 성능에 유리하게 영향을 줄 수 있다. 일 구현예에서, 직물 두께 대 부가물 두께(직물 두께:부가물 두께)의 비는 1:0.1 내지 1:0.9, 예컨대 1:0.2 내지 1:0.8, 또는 1:0.3 내지 1:0.6의 범위일 수 있다.
연마재 입자
연마재 입자는 본질적으로 단상 무기 재료, 예컨대 알루미나, 탄화 규소, 실리카, 세리아, 및 입방정 질화 붕소 및 다이아몬드와 같은 더 경화된 고성능 초연마재 입자를 포함할 수 있다. 또한, 연마재 입자는 복합 미립자 재료를 포함할 수 있다. 이러한 재료는 슬러리 처리 경로를 통해 조성될 수 있는 집합체를 포함할 수 있되, 상기 슬러리 처리 경로는 소성되지 않은("녹색") 집합체를 남길 수 있고 휘발 또는 증발을 통해 액체 담체를 제거하는 단계를 포함하고, 선택적으로 고온 처리(즉, 소성, 소결)를 통해 사용 가능한 소성 집합체를 조성 한다. 또한, 연마재 영역은 대형 구조물 및 특정 3차원 구조물을 포함하는 엔지니어링된 연마재를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 연마재 입자는 일차 입자, 집합체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 특정 구현예에서, 연마재 입자가 적어도 부분적으로 연마재 집합체 인 경우, 연마재 집합체는 연마재 그릿 입자 및 나노입자 결합제(Nanozyte 집합체)의 조성물로부터 조성된 일반적으로 구형 또는 도넛형인 비소성 연마재 집합체를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 집합체는 중공형일 수 있고 내부 공간(Nanozyte 집합체)을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 연마재 입자는 중합체 결합제와 블렌딩되어 연마재 슬러리를 조성한다. 선택적으로, 연마재 입자는 중합체 결합제가 뒤판 상에 코팅된 후 중합체 결합제 위에 도포된다. 선택적으로, 기능성 분말은 연마재 영역 위에 도포되어 연마재 영역이 패터닝 툴링에 달라 붙는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 기능성 분말이 없는 연마재 영역에 패턴이 조성될 수 있다.
연마재 입자는 실리카, 알루미나(융합 또는 소결), 지르코니아, 지르코니아/알루미나 산화물, 탄화 규소, 가넷, 다이아몬드, 입방정 질화 붕소, 질화 규소, 세리아, 이산화 티탄, 붕화 티타늄, 탄화 붕소, 산화 주석, 탄화 텅스텐, 탄화 티타늄, 산화철, 크로미아, 부싯돌, 에머리 및 트리폴리를 포함한 연마재 입자 중 어느 하나 또는 그 조합으로 조성될 수 있다. 예를 들어, 연마재 입자는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 붕소, 가넷, 다이아몬드, 공동 융합 알루미나 지르코니아, 세리아, 붕화 티타늄, 탄화 붕소, 부싯돌, 에머리, 알루미나 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 구현예는 주로 알파-알루미나로 구성된 고밀도 연마재 입자를 사용하여 생성되었다.
연마재 그레인은 또한 특정 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상의 예는 막대, 삼각형, 피라미드, 원뿔, 고체구, 중공구 등을 포함한다. 선택적으로, 연마제 그레인은 무작위로 형상을 가질 수 있다.
특정 구현예에서, 집합체 성분의 연마재 입자 일부는 연마재 입자와 중합체 결합제 사이에 배치된 중합체 성분의 코팅을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 성분은 연마재 입자와 직접 접촉할 수 있다.
입자 크기
일 구현예에서, 연마재 입자는 4000 미크론 이하의 평균 입자 크기, 예컨대 2000 미크론 이하, 예컨대 약 1500 미크론 이하, 약 1000 미크론 이하, 약 750 미크론, 약 500 미크론 이하, 약 250 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 또는 50 미크론 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 연마재 입자 크기는 0.1 미크론 이상, 예컨대 1 미크론 이상, 5 미크론 이상, 6 미크론 이상, 7 미크론 이상, 8 미크론 이상, 9 미크론 이상, 10 미크론 이상, 15 미크론 이상, 20 미크론 이상, 또는 25 미크론 이상일 수 있다. 평균 입자 크기는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 평균 입자 크기는 1 미크론 이상 내지 2000 미크론 이하, 예컨대 5 미크론 이상 1000 미크론 이하, 5 미크론 이상 750 미크론 이하, 6 미크론 이상 내지 500 미크론 이하, 7 미크론 이상 내지 250 미크론 이하, 또는 8 미크론 이상 내지 100 미크론 이하를 포함할 수 있다. 연마재 입자의 입자 크기는 일반적으로 연마재 입자의 최장 치수로 특정된다. 일반적으로, 입자 크기의 범위 분포가 있다. 일부 경우에, 입자 크기 분포는 엄격하게 제어된다.
중합체 결합제
중합체 결합제는 단일 중합체 또는 중합체의 혼합물로 조성될 수 있다. 결합제 조성물은 에폭시 조성물, 아크릴 조성물, 페놀 조성물, 폴리우레탄 조성물, 페놀 조성물, 폴리실록산 조성물, 아크릴 라텍스 조성물, 열경화성 고무 조성물, 열경화성 엘라스토머 조성물, 스티렌 부타디엔 고무 조성물, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 조성물, 폴리부타디엔 조성물, 또는 이들의 조합으로부터 조성될 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 결합제는자기 가교 결합성 카르복실화 스티렌 부타디엔 조성물을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 중합체 결합제는 카르복실화 아크릴 조성물을 포함할 수 있다. 또한, 결합제 조성물은 전술한 활성 충전제 입자, 첨가제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 결합제는 코팅된 직물이 부드러운 "드레이프"로도 알려진 "부드러운" 손을 갖도록, 직물 촉감이 부드럽고, 유연하고, 딱딱하지 않으면서 물체와 일치하도록 경화 후 가요성일 수 있다.
중합체 결합제는 일반적으로 중합체 매트릭스를 포함하며, 해당 순응성 코팅이 존재하는 경우, 연마재 입자를 뒤판 또는 순응성 코팅에 결합시킨다. 일반적으로, 중합체 결합제는 경화된 중합체 결합제로 조성된다. 일 구현예에서, 중합체 결합제는 중합체 성분 및 분산 상을 포함한다.
중합체 결합제는 중합체 제조를 위한 하나 이상의 반응 성분 또는 중합체 성분을 포함할 수 있다. 중합체 성분은 단량체 분자, 중합체 분자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 중합체 결합제는 용매, 가소제, 연쇄 전달제, 촉매, 안정화제, 분산제, 경화제, 반응 매개체 및 분산액의 유동성에 영향을 미치는 작용제로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 추가로 포함할 수 있다.
중합체 성분은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 조성할 수 있다. 예로서, 중합체 성분은 폴리우레탄, 폴리우레아, 중합 에폭시, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리실록산(실리콘), 중합 알키드, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 또는 일반적으로, 열경화성 중합체 제조를 위한 반응성 수지 조성을 위해 단량체 및 수지를 포함할 수 있다. 다른 예는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중합체 성분을 포함한다. 전구체 중합체 성분은 일반적으로 경화성 유기 재료(즉, 열, 또는 전자 빔, 자외선, 가시 광선 등과 같은 기타 에너지원에 노출 시 또는 시간이 지남에 따라 중합체를 경화시키거나 중합시키는 화학 촉매, 수분 또는 기타 작용제의 첨가 시 중합 또는 가교 결합될 수 있는 중합체 단량체 또는 재료)이다. 전구체 중합체 성분 예는 알킬화 우레아-포름알데히드 중합체, 멜라민-포름알데히드 중합체, 및 알킬화 벤조구아나민-포름알데히드 중합체와 같은 아미노 중합체 또는 아미노플라스트 중합체의 조성을 위한 반응성 성분; 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중합체를 포함하는 아크릴레이트 중합체, 알킬 아크릴레이트, 아크릴레이티드 에폭시, 아크릴레이티드 우레탄, 아크릴레이티드 폴리에스테르, 아크릴레이티드 폴리에테르, 비닐 에테르, 아크릴레이티드 오일, 또는 아크릴레이티드 실리콘; 우레탄 알키드 중합체와 같은 알키드 중합체; 폴리에스테르 중합체; 반응성 우레탄 중합체; 레졸 및 노볼락 중합체와 같은 페놀 중합체; 페놀/라텍스 중합체; 비스페놀 에폭시 중합체와 같은 에폭시 중합체; 이소시아네이트; 이소시아누레이트; 알킬알콕시실란 중합체를 포함하는 폴리실록산 중합체; 또는 반응성 비닐 중합체를 포함한다. 중합체 결합제는 단량체, 저중합체, 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 결합제는 경화 시 가교 결합될 수 있는 2종 이상 중합체의 단량체를 포함한다. 예를 들면, 결합제 제형은 경화 시 에폭시/아크릴 중합체를 조성하는 에폭시 성분 및 아크릴 성분을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 결합제는 하나 이상의 폴리우레탄 라텍스, 페놀 라텍스, 아크릴 라텍스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
중합체 결합제는 연마 특성에 유리하게 기여할 수 있는 바람직한 유리 전이 온도(Tg)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 중합체 결합제는 60℃ 이하, 50℃ 이하,40℃ 이하, 30℃ 이하, 20℃ 이하, 10℃ 이하, 0℃ 이하, 또는 -1℃ 이하의 유리 전이 온도(Tg)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 중합체 결합제는 -30℃ 이상, -25℃ 이상, -20℃ 이상, 또는 -15℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 포함할 수 있다. 유리 전이 온도(Tg)는 상기 언급된 임의의 최소값 또는 최대값의 범위 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 유리 전이 온도(Tg)는 -30℃ 이상 내지 30℃ 이하, 예컨대 -20℃ 이상 내지 20℃ 이하를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 중합체 결합제는 유리 전이 온도(Tg)를 -30℃ 이상 내지 -10℃ 이하의 범위, 예컨대 -28℃ 이상 내지 -10℃ 이하의 범위로 포함한다. 다른 특정 구현예에서, 중합체 결합제는 유리 전이 온도(Tg)를 -10℃ 이상 내지 10℃ 이하의 범위, 예컨대 -5℃ 이상 내지 5℃ 이하의 범위로 포함한다.
유동성 개질제
일 구현예에서, 연마재 조성물은 유동성 개질제를 포함할 수 있다. 유동성 개질제는 셀룰로오스 조성물, 흄드 실리카 조성물, 콜로이드성 실리케이트 조성물, 다당체 조성물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 셀룰로오스 조성물은 하이드록시프로필 셀룰로오스 조성물을 포함할 수 있다. 다른 특정 구현예에서, 콜로이드성 실리케이트 조성물은 층상 콜로이드성 실리케이트 조성물, 예컨대 층상 함수 마그네슘 실리케이트인 합성 스멕타이트 점토인 라포 나이트를 포함할 수 있다. 다른 특정 구현예에서, 다당체 조성물은 검(gum) 조성물, 예컨대 잔탄(Xanthan) 검 조성물을 포함할 수 있다.
구현예 목록
구현예 1. 복수의
고정 연마 천; 및
중앙 허브를 포함하고,
상기 고정 연마 천은 상기 허브에 부착되고
각각의 연마 천은
직물에 고정 연마재 조성물을 포함하고,
상기 직물은 직포, 부직포, 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 연마재 조성물은 중합체 결합제 및 중합체 결합제에 분산된 복수의 연마재 입자를 포함하고, 및
상기 연마재 조성물은 상기 직물의 섬유 내에 배치되는, 고정 연마용 버프.
구현예 2. 구현예 1에 있어서, 부직포가 스펀본드 직물을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 3. 구현예 2에 있어서, 스펀본드 직물이 포인트 본드 직물을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 4. 구현예 1에 있어서, 중합체 결합제가 아크릴 조성물, 스티렌 부타디엔 조성물, 또는 이들의 조합을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 5. 구현예 3에 있어서, 중합체 결합제의 유리 전이 온도(Tg)가 -30℃ 이상 및 5℃ 이하인, 고정 연마용 버프.
구현예 6. 구현예 1에 있어서, 직물이 25 g/㎡ 이상 내지 500 g/㎡ 이하의 직물 중량을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 7. 구현예 6에 있어서, 직물이 75 g/㎡ 이상 내지 500 g/㎡ 이하의 부가물 중량을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 8. 구현예 7에 있어서, 직물 중량 대 부가물 중량의 비가 1:0.5 내지 1:3의 범위를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 9. 구현예 1에 있어서, 직물이 50 미크론 이상 내지 2000 미크론 이하의 두께를 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 10. 구현예 9에 있어서, 연마재 조성물이 60 미크론 이상 내지 300 미크론 이하의 두께를 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 11. 구현예 10에 있어서, 직물 두께 대 연마재 조성물 두께의 비가 1:0.2 내지 1:0.8의 범위를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 12. 구현예 1에 있어서, 연마재 조성물은
연마 천 15 wt% 내지 90 wt%를 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 13. 구현예 1에 있어서, 직물은
연마 천 10 wt% 내지 85 wt%를 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 14. 구현예 1에 있어서, 직물이 나일론,면, 또는 이들의 조합을 포함하는 고정 연마용 버프.
구현예 15. 구현예 1에 있어서, 연마재 조성물이 직물의 제1 측면 및 제2 측면 상에 배치된, 고정 연마용 버프.
구현예 16. 구현예 1에 있어서, 연마재 조성물은
연마재 입자 20 wt% 내지 90 wt% 및
중합체 결합제 10 wt% 내지 80 wt%를 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 17. 구현예 16에 있어서, 연마재 조성물은
유동성 개질제 0.1 wt% 내지 10 wt%를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 18. 구현예 1에 있어서, 유동성 개질제가 셀룰로오스 화합물, 흄드 실리카, 콜로이드성 층상 실리케이트, 또는 이들의 조합을 포함하는, 고정 연마용 버프.
구현예 19. 구현예 15에 있어서, 연마재 조성물이 직물의 섬유 사이 제1 측면 및 제2 측면으로부터 배치된, 고정 연마용 버프.
구현예 20. 복수의
직물 층; 및
각각의 상기 직물 층에 고정된 연마 조성물을 포함하고,
상기 연마재 조성물은 각각의 상기 직물 층 내에 적어도 부분적으로 배치되며,
상기 연마재 조성물은 중합체 결합제 및 중합체 결합제에 분산된 복수의 연마재 입자를 포함하고,
상기 직물 층은 부직 스펀본드 포인트 본드 직물을 포함하고, 및
상기 중합체 결합제는 유리 전이 온도(Tg)가 -30℃ 이상 및 20℃ 이하인 스티렌 부타디엔 조성물을 포함하는, 고정 연마용 버프.
실시예
본 발명의 특성 및 장점은 하기 비제한적 실시예에 더욱 상세하게 예시되어 있다. 달리 명시되지 않는 한, 온도는 섭씨로 표시되고, 압력은 대기압이며, 농도는 중량 백분율로 표시된다.
성분 목록:
· Hycar® 26796-Lubrizol Advanced Materials, Inc.의 아크릴 에멀젼
· Rovene® 5550- Mallard Creek Polymers의 가교 결합성 카르복실화 스티렌 부타디엔 에멀젼
· Klucel™ - Ashland의 M-하이드록시프로필 셀룰로오스 증점제.
· Xanthan 검 - Cargill의 다당체 증점제.
· Aerosil® 150 - Evonik의 친수성 흄드 실리카.
· Triton X-100 - Dow Chemical의 습윤제.
· Surfynol® DF70 - Air Product의 소포제.
· Greige Cloth - Garfield Buff Company(미국 뉴저지주 페어 필드)의 바이어스 면. 천의 실 수는 86/80이고, 천 중량은 12.3 lbs/rm이다.
· Cerex Advanced Fabrics의 스펀본드 나일론 부직포, Type 30, 3OSY, 6.9 lbs/rm
· Cerex Advanced Fabrics의 스펀본드 나일론 부직포, Type 70, 4OSY, 9.2 lbs/rm
· 탄화 규소, F 등급 : F320
실시예 1 - 연마재 조성물 제조(샘플 S1-S2)
상이한 유형 및 양의 연마재 입자 및 중합체 결합제를 갖는 샘플 연마재 조성물 S1-S2를 표 1에 열거된 제형을 사용하여 제조하였다. 성분들을 완전히 혼합하였고 생성된 조성물을 나중에 사용하기 위해 보관하였다. 제형은 "건조" 중량(즉, 경화) 기준으로 제시된다.
표 1 연마재 조성물 제형 S1-S2
S1
% 건조 		S2
% 건조
Hycar® 26796 30.35
Rovene® 5550 40.49
탄화 규소 F320 68.96 59.31
물
6% Klucel 0.69 0.21
습윤제 Triton X-100
DF70
합계 100 100
실시예 2 - 연마 천 제조(샘플 S3-S6)샘플 연마재 조성물 S1-S2를 사용하여 다양한 연마 천을 제조하였다. 연마 천 S3-S6의 구성은 표 2에 명시되어 있다.
표 2 연마 천 S3-S6 구성
샘플 직물 연마재 제형
C1 Greige 86/60 해당사항 없음
S3 Greige 86/80 S2
S4 부직물 T30 S2
S5 부직물 T70 S1
S6 부직물 T70 S2
표 2에 따른 코팅되지 않은 "블랭크" 천을 롤에서 풀어 딥 탱크를 사용하여 샘플 연마재 조성물에 침지시켰다. 도 4A 및 도 4B는 각기 해당되는 코팅 전 부직물 T30 및 T70을 도시한다. 코팅되지 않은 86/60 Greige 천의 일부를 대조(C1)로 사용했다. 침지된 천을 계량 롤을 통과시켜 과량의 액체를 제거하였다. 도 5는 침지 단계의 구현예를 도시한다. 함침된 직물을 오븐에 통과시켜 연마재 조성물을 경화시켰다. 경화된 연마 천은 추가 처리를 위해 와인딩 스테이션에 수집되었다. 샘플 연마 천 S3-S6을 기술된 바와 같이 제조하였다. 샘플 연마 천의 일부를 직물 분석을 위해 3인치 OD 원("디스크")으로 절단하였다. 테스트 결과는 표 3에 명시되어 있다.
표 3 샘플 연마 천 (S3-S6)
샘플 디스크
3" OD 원		 총 중량(g) 경화된 부가 연마재 조성물 중량
(g)		 천
(wt%)		 연마재 조성물
(wt%)
대조 1
(블랭크 천) 		0.8 0.0 100% 0%
S3 1.51 0.68 55% 45%
S4 1.62 1.17 28% 72%
S5 1.75 1.14 35% 65%
S6 1.75 1.14 35% 65%
도 7A 및 7B는 샘플 연마 천 S4의 이미지를 도시한다. 도 8A 및 8B는 샘플 연마 천 S5의 이미지를 도시한다. 실시예 3 - 연마용 버프(샘플 S3-S6) 제조
버프 휠을 종래의 방법(Garfield Buff Company, 뉴저지주 페어필드 소재)에 따라 만들었다. 샘플 연마 천을 금속 클린치 링에 넣고 센터("아버") 홀이 있는 금속판을 삽입하였다. 버프 휠 사양은 다음과 같다. 12 plys, 7.5" OD, 3" ID, 아버 홀 7/8".
실시예 4 버프의 연마 테스트
고정 연마용 버프 샘플 S3-S6의 연마 테스트는 Heald Cinternal 원통형 그라인더에서 수행되었다. 목표는 전통적인 수동 바 화합물 버핑과 비교하여 자동화 공정에서 고정 연마용 버프의 폴리싱 및 마모 작용을 조사하는 것이었다. 도 6은 테스트 설정을 도시한다.
테스트 공작물은 황동 문 손잡이였다. 테스트는 표면 조도 개선 및 거친 공작물의 표면 광택 개선에 관한 것이다. 공작물의 초기 표면은 40-45 μ 인치의 초기 표면 조도(Ra)에 이르기까지 그라인딩 벨트로 사전 연삭되었다.
비교를 위해, 현장에서 하나의 문 손잡이를 사용하여 자동 버핑 결과와 비교했다. 그런 다음, 비교 부품을 대조 C1 및 바 화합물로 버핑 하였다. 공작물 양면의 표면 조도 및 표면 광택을 측정 하였다. 버핑은 도 9에 도시된 바와 같이 연삭 마크로부터 10° 각도로 수행되었다. 모든 테스트 파라미터는 표 4에 명시되어 있다.
표 4:- 성능 테스트 C1 및 S3-S6
성능 테스트 파라미터
부품 속도 100 피트/분
버프 속도(rpm) 7500
진동 속도 300 인치/분
머시(Mush) 깊이 1인치
냉각수 물
버프 시간 30 초/사이클
본 발명의 고정 연마용 버프 샘플을 종래의 버핑 방법(즉, 코팅되지 않은 버프로 버핑하고 버핑 수행 중 버프 표면에 종래의 바 화합물을 주기적으로 적용함)에 대해 테스트하였다. 60초 버핑 시간 및 90초 버핑 시간 후의 연마 성능 결과는 표 5에 명시되어 있다.
표 5:- 성능 결과 C1 및 S3-S6
샘플 60 초 90 초 60 초 90 초
C1 Ra(μ 인치) 12.7 11.2 Rmax(μ 인치) 160 40
S3 Ra(μ 인치) 14.2 11.8 Rmax(μ 인치) 135 115
S4 Ra(μ 인치) 11.8 11 Rmax(μ 인치) 84 62
S5 Ra(μ 인치) 12.4 11.8 Rmax(μ 인치) 132 140
S6 Ra(μ 인치) 12.4 10.1 Rmax(μ 인치) 108 90
실시예 5 - 부가 연마재 조성물 제조(샘플 S7-S9)
상이한 유형 및 양의 연마재 입자, 중합체 결합제, 및 유동성 개질제를 갖는 샘플 연마재 조성물 S7-S9을 표 6에 열거된 제형을 사용하여 제조하였다. 성분들을 완전히 혼합하였고 생성된 조성물을 나중에 사용하기 위해 보관하였다. 제형은 "건조" 중량(즉, 경화) 기준으로 제시된다.
표 6 연마재 조성물 제형 S7-S9
S7
% 건조 		S8
% 건조 		S9
% 건조
Rovene® 5550 33.7% 33.3% 32.7%
탄화 규소 F320 66% 65.7% 64.5
물
5% 라포나이트 1.0%
Xanthan 검 0.3% 0.2
에어로실 150 2.6
습윤제 Triton X-100
소포제
합계 100 100 100
본원에 기술된 구현예의 설명 및 예시는 다양한 구현예의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하고자 함이다. 설명 및 예시는 본원에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징부를 철저하고 포괄적으로 설명하기 위한 것이 아니다. 개별적인 구현예가 단일 구현예로 조합되어 제공될 수도 있고, 반대로 간략화를 위해 단일 구현예의 맥락에서 설명된 다양한 특징부가 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 범위로 명시된 값에 대한 참조는 그 범위 내의 각각의 모든 값을 포함한다. 많은 다른 구현예는 본 명세서를 읽은 후에 당업자에게 명백할 수 있다. 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변경이 이루어질 수 있도록, 본 개시로부터 다른 구현예가 유도되고 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 고정 연마용 버프로서,
    복수의 고정 연마 천; 및
    중앙 허브를 포함하고;
    상기 고정 연마 천은 상기 허브에 부착되고; 각각의 연마 천은 상기 직물에 고정된 연마재 조성물을 포함하고; 상기 직물은 직포, 부직포, 또는 이들의 조합을 포함하고; 상기 연마재 조성물은 중합체 결합제 및 중합체 결합제에 분산된 복수의 연마재 입자를 포함하고; 및 상기 연마재 조성물은 상기 직물의 섬유 내에 배치되는, 고정 연마용 버프.
  2. 제1항에 있어서, 부직포는 스펀본드, 포인트 본드 직물을 포함하는, 고정 연마용 버프.
  3. 제1항에 있어서, 중합체 결합제는 아크릴 조성물, 스티렌 부타디엔 조성물, 또는 이들의 조합을 포함하는, 고정 연마용 버프.
  4. 제3항에 있어서, 중합체 결합제의 유리 전이 온도(Tg)가 -30℃ 이상 및 5℃ 이하인, 고정 연마용 버프.
  5. 제1항에 있어서, 직물은 25 g/m2 이상 내지 500 g/m2 이하의 직물 중량을 포함하고, 연마재 조성물은 75 g/m2 이상 내지 500 g/m2 이하의 부가물 중량을 포함하는, 고정 연마용 버프.
  6. 제5항에 있어서, 직물 중량 대 부가물 중량의 비가 1:0.5 내지 1:3의 범위를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
  7. 제1항에 있어서, 직물은 50 미크론 이상 내지 2000 미크론 이하의 두께를 포함하는, 고정 연마용 버프.
  8. 제7항에 있어서, 연마재 조성물은 60 미크론 이상 내지 300 미크론 이하의 두께를 포함하는, 고정 연마용 버프.
  9. 제8항에 있어서, 직물 두께 대 연마재 조성물 두께의 비가 1:0.2 내지 1:0.8의 범위를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
  10. 제1항에 있어서, 연마재 조성물은:
    연마 천 15 wt% 내지 90 wt%를 포함하는, 고정 연마용 버프.
  11. 제1항에 있어서, 직물은:
    연마 천 10 wt% 내지 85 wt%를 포함하는, 고정 연마용 버프.
  12. 제1항에 있어서, 연마재 조성물은 직물의 제1 측면 및 제2 측면 상에 배치된, 고정 연마용 버프.
  13. 제1항에 있어서, 연마재 조성물은:
    연마재 입자 20 wt% 내지 90 wt%,
    중합체 결합제 10 wt% 내지 80 wt%를 포함하고,
    유동성 개질제 0.1 wt% 내지 10 wt%를 추가로 포함하는, 고정 연마용 버프.
  14. 제12항에 있어서, 연마재 조성물은 직물의 섬유 사이 제1 측면 및 제2 측면으로부터 배치된, 고정 연마용 버프.
  15. 고정 연마용 버프로서,
    복수의 직물 층; 및
    각각의 상기 직물 층에 고정된 연마 조성물을 포함하고;
    상기 연마재 조성물은 각각의 상기 직물 층 내에 적어도 부분적으로 배치되며; 상기 연마재 조성물은 중합체 결합제 및 중합체 결합제에 분산된 복수의 연마재 입자를 포함하고; 상기 직물 층은 부직 스펀본드 포인트 본드 직물을 포함하고; 및 상기 중합체 결합제는 유리 전이 온도(Tg)가 -30℃ 이상 및 20℃ 이하인 스티렌 부타디엔 조성물을 포함하는, 고정 연마용 버프.
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