KR100295335B1

KR100295335B1 - 점도가감소된슬러리,그로부터제조된염마재물품,및이물품의제조방법

Info

Publication number: KR100295335B1
Application number: KR1019950702532A
Authority: KR
Inventors: 스코트 알. 쿨러
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 2001-09-17
Also published as: EP0674565A1; ES2108879T3; KR950704090A; AU679005B2; DE69315088D1; ATE159883T1; USRE35709E; JPH08504371A; US5470368A; AU5097693A; DE69315088T2; US5368619A; CA2151932A1; US5496387A; BR9307667A; JP3649442B2; WO1994013434A1; EP0674565B1

Abstract

본 발명은 연마 물품 제조에 사용하기 적합한 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액을 제공한다. 슬러리는 첨가 중합성 수지가 바람직한 중합성 수지, 연마제 입자 및 상기 슬러리의 점도를 감소시키기에 충분한 양으로 존재하는 개질성 입자를 포함한다. 충전제 및/또는 연마제 입자가 용기 바닥에 침전되기 때문에, 종래 기술의 슬러리화 방법은 공전으로 조정한 후는 코팅하기가 어려워질 수 있다. 본 발명은 또한 슬러리 및 분산액의 경화된 형태를 혼입한 연마 물품, 이 물품의 제조 방법, 및 광물성 입자(연마제 또는 충전제)의 침전 속도를 감소시키는 방법을 제공한다.

Description

[발명의 명칭]

점도가 감소된 슬러리, 그로부터 제조된 연마재 물품, 및 이 물품의 제조 방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 연마재 물품의 제조에 유용한 슬러리와 분산액에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 점도 개질성 입자를 함유하는 슬러리 및 분산액으로부터 제조된 연마재 물품에 관한 것이다.

3종의 일반적인 연마재 물품으로는 피복된 연마재, 수지계 연마재 및 부직포 연마재가 있다. 피복된 연마재는 그 위에 연마재 입자가 결합제와 함께 부착되어 있는 배킹을 포함한다. 이 배킹은 예를 들어, 종이, 천, 필름, 가황 섬유 등, 또는 1종 이상의 이들 재료를 조합한 것이나 이들을 처리한 것으로부터 선택할 수 있다. 연마재 입자는 통상 부싯돌, 석류석, 산화알루미늄, 알루미나 지르코니아, 세라믹 산화알루미늄, 다이아몬드, 탄화규소, 등축정계 질화붕소 등으로부터 선택한다. 수지계 연마재의 경우, 수지 및 연마재 입자를 함유하는 슬러리를 제조한다. 슬러리를 주형에 넣을 때, 통상 열 및 압력을 사용하여 수지를 경화시켜 연마재 입자들을 결합시킴으로써 3차원체를 형성한다. 수지계 연마재의 예로는 연마 휠, 연마 지석, 드레서 스틱 및 샤프닝(sharpening) 스틱이 있다. 부직포 연마재는 결합제에 의해 접촉하는 지점에서 함께 결합된 섬유로서 개방되고 융기된 3차원 웹모양을 가진 섬유를 포함하는데, 이들은 연마재 입자를 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있다. 수지계 연마재와 피복된 연마재의 조합으로 간주될 수 있는 경우에는, 전술한 슬러리가 배킹상에 피복되고 수지는 열 및/또는 첨가 중합반응을 통해 경화될 수 있다.

첨가 중합반응에 의해 전술한 연마재 물품을 제조할 경우, 중합반응은 다양한 방법, 예를 들면, 수지의 화학적 특성에 따라 과산화물의 열분해 또는 (입자 또는 비입자) 방사선, 또는 이들의 조합에 의해 개시될 수 있다. 광형 및 열형 개시제가 일반적이다. 입자 방사선에 의해 개시되는 경우에, 중합반응은 통상 결합제에 전자 비임을 조사하여 개시된다. 전파 단계중의 사슬 운반체는 이온성이거나 또는 자유 라디칼을 함유할 수 있다.

연마재 물품을 제조하는데 사용되는 결합제는 충전제를 함유할 수 있으며, 또한 함유하는 것이 바람직하다. 충전제는 통상 수지내에 분산된 유기 또는 무기 미립자이며, 결합제 전구물질 또는 경화된 결합제의 성질 또는 둘다를 개질시킬 수 있거나, 또는 단순히 비용을 절감하기 위해 사용할 수 있다. 예를 들면, 충전제는 결합제 전구물질의 부피를 저렴하게 증가시키는 작용을 하여 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 충전제는 종종 경화된 수지를 보다 경화시키거나 또는 경화된 수지에 습도의 변화에 보다 큰 내성을 부여하기도 하고(예를 들어, 미국 특허 제2,534,805호 참조) 보다 큰 내열성을 부여하기도 하며 경화시 덜 수축되게 하기도 한다. 이 마지막 특성은 경화중 수축이 상당한 응력을 야기하여 연마 제품의 조기 분해를 일으키기 때문에 중요하다. 일부 예에서 충전제는 또한 안료로서 사용될 수 있다. 충전제는 통상 작은 평균 입도를 가지며, 연마재 입자에 비해 비교적 연질이며, 단독으로는 그 제품을 크게 연마시키지 못한다. 충전제는 일반적으로 연마 제품으로 연마되는 물품에 대해 실질적으로 불활성이거나 또는 반응성을 나타내지 않는 재료를 포함한다. 그런, 특별한 용도의 경우 “반응성” 충전제가 요구될 수 있다. 반응성 충전제는 여러 방법으로 제품과 상호작용한다.

충전제의 사용이 비용 절감과 연마 성질 개질에 유리할 수 있지만, 충전제 및/또는 연마재 입자가 용기 바닥에 침전될 수 있기 때문에 정치시킨 후에는 수지, 연마재 입자 및 충전제의 원래 피복 가능한 혼합물은 피복이 어려워질 수 있다. 이러한 혼합물의 폐기를 방지하기 위해, 혼합물을 교반하여 연마재 입자 및/또는 충전제 입자를 재분산시켜야 하나, 이것은 시간을 소모하는 일이며, 반드시 성공적이지도 않다.

본 발명에서 의해, 감소된 점도를 가지며 수시간이라기 보다는 수일 동안 슬러리 또는 분산액으로서 남아 있는 슬러리 및 분산액이 제공된다. 본원에서 사용되는 “슬러리”란 용어는 중합성 수지에, 바람직하게는 첨가 중합성 수지에 분산된 연마입자를 의미하며, 상기 수지는 또한 그 안에 분산되어 있는 개질성 입자와 임의의 희석제를 가지고 있다. “첨가 중합성 수지”는 중합반응이 자유 라디칼이나 이온에 의해 개시 및 전파되는 수지를 포함하며, “중합가능한” 및 “중합된” 수지는 사슬 성장 반응 및 교차결합 반응 모두를 포함하는 것을 의미한다.

“분산액”이란 용어는 전통적인 충전제 입자가 중합성 수지, 바람직하게는 첨가 중합성 수지에 분산되어 있는 것을 의미하며, 상기 수지는 또한 그 안에 분산된 개질성 입자와 임의의 희석제를 갖는다.

본원에서 “개질성 입자”라는 용어는 커플링제(coupling agent)를 포함하지 않으며, 본원에 기술된 중합성 수지에 용해되지 않거나 또는 그 수지와 반응하지 않는 미립자 물질을 포함한다.

“결합제”는 경화된 결합제를 의미하지만, “결합제 전구물질”은 경화되지 않은 혼합물을 의미한다. 본원에서 “분산된” 및 “분포된”이란 용어는 반드시 균일 또는 균질한 혼합물을 의미하지는 않지만, 균일하게 분산된 슬러리 및 분산액이 바람직하다.

본 발명의 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액은 배킹상에 피복하기 전에 장시간(3일 이상) 보관할 수 있으며, 피복시에는 개질성 입자가 없는 슬러리 및 분산액보다 점도가 낮다.

따라서, 본 발명의 1 양태는 연마재 물품 제조에 사용되기 적합한 슬러리로서, 이 슬러리는 첨가 중합성 수지, 연마재 입자 및 개질성 입자, 그리고 바람직하게는 반응성 희석제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 개질성 입자는 동일한 슬러리의 점도를 감소시키기에 충분한 양으로 존재하며, 점도를 적어도 약 10% 감소시키는 것이 바람직하며, 적어도 약 30% 감소시키기는 것이 더욱 바람직하다(점도 시험은 시험 방법 및 실시예 부분에 기술되어 있음).

‘~을 주성분으로 하는’이란 용어는 본 발명의 슬러리와 분산액이 동일한 온도에서 본 발명의 슬러리와 분산액의 점도 또는 겔 증가를 야기하는 재료를 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명의 구체적인 내용에서, 본 발명의 결합제 전구물질이 바람직하게는 5중량% 미만의 물을, 보다 바람직하게는 1중량% 미만의 물을 함유하며, 가장 바람직하게는 물을 함유하지 않는 것을 의미하는데, 이는 물이 수소 결합을 형성하기 때문이다. 또한, 본 발명의 결합제 전구물질은, 수소 결합, 반데르발스 인력 또는 “π” 결합 중첩을 일으킬 수 있는 기타물질을 바람직하게는 5중량% 미만, 더욱 바람직하게는 1중량% 미만으로 포함하며, 가장 바람직하게는 상기 기타 물질을 포함하지 않는 것을 의미한다. 따라서, 실시예에 나타나는 바와 같이, 개질성 입자는 레졸(resole) 페놀 화합물과 같은 수지 수용액의 점도를 감소시키지 않는데, 이는 수소 결합의 정도가 실질적으로 이에 상응하는 점도 증가와 함께 증가하기 때문이다.

“동일한” 슬러리 또는 분산액이란 용어는, 일정한 부피 하중을 유지하기 위해 개질성 입자를 연마재 입자의 일부 대신 사용하는 것을 제외하고는, 개질성 입자를 포함하지 않는 동일한 슬러리 또는 분산액에 개질성 입자가 첨가된 것을 의미한다.

본원에서 “연마재 제품 제조에 사용하기 적합한”이란 구절은 피복된 연마재, 수지계 연마재 및 부직포 연마재의 경우, 슬러리 또는 분산액을 미리-교반하거나 계속해서 교반할 필요없이, 본 발명의 슬러리 및 분산액이 배킹상에 또는 주형내로 피복되거나 분무되거나 부어질 수 있는 점도를 갖는다는 것을 의미한다.

본 발명의 상기 양태에 따른 바람직한 슬러리는 반응성 희석제와 광개시제를 포함하는 것들이고 첨가 중합성 수지를 이용하는 것들이다. 첨가 중합성 수지의 한 바람직한 유형은 아크릴화된 이소시아뉴레이트 단량체 및/또는 올리고머이다. 본원에서 “수지”란 용어는 단량체와 올리고머를 포함하는데, “올리고머”는 2 내지 5개의 동일한 단량체 단위로 구성되는 물질로 일반적으로 용인되는 의미를 가진다. 일반적으로 용인되는 또 다른 올리고머의 정의는 하나 또는 수개의 반복 단위를 첨가 또는 제거하여 성질이 변화되는 중합체이다. 진정한 중합체의 성질은 이러한 변형으로 현저하게 변화되지는 않는다.

본 발명의 슬러리는 또한 탄산칼슘과 같은 통상의 충전제 입자를 함유할 수 있으나, 그 경우 충전제 입자는 수지와 양립할 수 있어야 하고, 약 1.5 내지 약 4.5 범위의 비중을 가지며, 약 1㎛ 내지 약 100㎛, 바람직하게는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 보다 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 25㎛의 입도를 가져야 한다. 충전제 입자는 연마재 입자의 평균 입도보다 작은 평균 입도를 가지는 것이 바람직하다.

연마재 물품의 제조에 사용하기 적합한 결합제 전구물질 분산액은 중합성 수지(바람직하게는 첨가 중합성 수지), 충전제 입자 및 개질성 입자, 및 바람직하게는 반응성 희석제에 의해 특징지워진다. 본 발명의 슬러리의 경우, 개질성 입자는 동일한 결합제 전구물질 분산액의 점도를 바람직하게는 적어도 약 10%, 보다 적합하게는 적어도 약 30% 감소시키기에 충분한 양으로 존재한다.

본 발명의 제2의 양태는 배킹과 그 위에 연마재 피막을 가지는 유형의 피복된 연마재이다. 본 발명의 이러한 양태에서, 연마재 피막은 (건조 중량을 기준으로) 약 20중량% 내지 약 95중량%의 중합된 수지, 약 30중량% 내지 약 70중량%의 연마재 입자, 및 약 0.01 내지 약 30중량%의 개질성 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 수지계 연마재 및 부직포 연마재 또한 본 발명의 일양태들이며, 본 발명의 수지계 연마재는 본 발명의 슬러리로부터 유도되며, 본 발명의 부직포 연마재의 결합제는 본 발명의 슬러리나 또는 본 발명의 분산액으로부터 유도된다.

본 발명의 피복된 연마재의 제조 방법은 하기 (a) 및 (b)단계를 포함한다 : (a) 중합성 수지, 연마재 입자, 및 동일한 슬러리의 점도를 감소시키기에 충분한 양으로 존재하는 개질성 입자를 주성분으로 하는 슬러리로 배킹 재료를 피복하는 단계; 및 (b) (a) 단계의 피복된 배킹에 중합성 수지를 경화시키기에 충분한 조건을 가하는 단계.

중합성 수지가 첨가 중합성 수지, 예를 들면 아크릴화된 이소시아뉴레이트 올리고머 또는 단량체인 방법들이 바람직하며, 트리메틸올 프로판에 용해된 트리스(히드록시에틸) 이소시아뉴레이트의 트리아크릴레이트인 방법들이 보다 바람직하다.

본 발명에 따른 피복된 연마재의 또다른 제조 방법은 하기 a) 내지 d)의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

a) 중합성 수지, 연마재 입자, 및 동일한 슬러리의 점도를 바람직하게는 적어도 약 10% 감소시키기에 충분한 양으로 존재하는 개질성 입자를 주성분으로 하는 슬러리로 제1표면 및 제2표면을 가지는 배킹의 제1표면을 피복하는 단계; b) 제3의 표면을 슬러리 피복된 제1표면과 접촉시키는 단계로서, 제1표면과 제3표면중 적어도 하나는 미리 결정된 패턴을 가지는 단계; c) 중합성 수지를 경화시키기에 충분한 조건하에 슬러리를 노출시키는 단계; 및 d) 제1표면 또는 제3표면 중 하나를 제거하여 피복된 연마재를 형성하는 단계.

한가지 바람직한 방법은 제1 및 제2표면을 가지는 배킹의 제1표면을 본 발명의 슬러리로 피복한 후, 배킹의 슬러리-피복된 제1표면을 패턴화된 제3표면과 접촉시키고, 중합성 수지를 경화시키기에 충분한 조건(자외선 조사가 바람직함)에 슬러리를 노출시키고, 패턴화된 표면으로부터 연마재 표면-함유 배킹을 제거하여 피복된 연마재를 생성시키는 것을 특징으로 한다. 대안적으로, 패턴화된 표면을 슬러리로 먼저 피복하고, 슬러리-피복되고 패턴화된 표면위로 배킹 재료를 배치하고, 중합성 수지를 경화시키기에 충분한 조건(자외선 조사가 바람직함)에 슬러리를 노출시키고, 패턴화된 표면으로부터 연마재 표면-함유 배킹을 제거하여 피복된 연마재를 생성시킬 수도 있다.

전술한 바와 같이, 개질성 입자를 사용하는 또다른 장점은 개질성 입자들이 슬러리 및 분산액으로부터 중력에 의한 광물성 입자(연마재 입자 및 충전제 입자 모두를 포함하는 것으로 정의됨)의 분리를 급격히 감소시킨다는 점이다. 이전에 공지된 슬러리 및 분산액에서는, 교반을 중지하면 곧, 보다 큰 광물성 입자들이 혼합 용기 바닥에 침전되기 시작하고 거기서 굳게된다. 통상, 두세 시간내에 대부분의 광물이 용기 바닥에 굳게되고, 수지는 상부로 분리된다.

굳은 광물은 슬러리 또는 분산액이 사용되기 전에 재분산시켜야 한다(재분산시키기가 매우 어려울 수도 있음). 개질성 입자를 슬러리 및 분산액에 혼입할 경우, 광물성 입자의 침전 속도는 크게 감소되어, 약 2일 내지 5일간, 바람직하게는 적어도 3일 동안 용기 바닥에 광물성 입자가 거의 또는 전혀 굳어있지 않는 본 발명의 슬러리와 분산액이 얻어진다. 이로 인하여 본 발명의 슬러리 및 분산액은 피복시키기 위해 일정하게 교반할 필요가 없게 된다. 광물성 입자의 침전을 방지하는데 필요한 개질성 입자의 양은 0.5건조 중량%만큼의 소량이 바람직하나, 통상적으로 약 0.5건조 중량% 내지 약 5건조 중량%가 된다.

[개질성 입자]

결합체 전구물질의 점도를 낮추는 효과를 가지며 결합제 전구물질내 연마재 및/또는 충전제 입자의 침전 속도를 감소시키는 개질성 입자를 종래의(즉, 이전에 공지된) 결합제 전구물질에 첨가한다. 본 발명에 유용한 개질성 입자는 통상 입도가 작은 무기 미립자 물질을 포함한다. 일반적으로, 입도가 작은 종래의 충전제와 같은 무기 미립자 물질을 결합제 전구물질 조성물에 첨가하는 것은 당해 분야에서 회피되어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제4,871,376호의 발명자들은 2㎛보다 작은 충전제 입자가 피복 작업중 적절히 흐르며 용이하게 피복할 수 있는 결합제 전구물질을 생성하지 않기 하기 때문에, 이 작은 입자는 피복된 연마재 결합제 전구물질에서 피해야 한다고 주장하였다.

놀랍게도, 평균 입도가 연마재 또는 충전제 입자의 평균 입도보다 작은 것이 바람직한 개질성 입자를 첨가하면 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액의 점도를 감소시키고 교반하지 않고도 장기간 현탁액내에 연마재 입자 및 충전제 입자를 보유하도록 하는 작용을 한다는 것을 알게 되었다.

개질성 입자의 평균 입도는 바람직하게는 약 0.1㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 미만이다. 각각의 개질성 입자는 결합제 전구물질내 연마재 입자 및/또는 충전제 입자의 평균 입도에 따라, 약 0.001㎛ 내지 약 0.1㎛, 보다 바람직하게는 약 0.01㎛ 내지 약 0.025㎛의 입도 범위를 가질 수 있다.

유용한 개질성 입자의 표면적은 약 300㎡/g 미만, 보다 바람직하게는 약 200㎡/g 미만, 특히 바람직하게는 약 150㎡/g 미만, 그리고 가장 바람직하게는 약 100㎡/g 이하여야 한다. 본 발명에서 유용한 개질성 입자의 표면적이 작다는 것은 중요하다. 표면적이 너무 크면(약 300㎡/g 이상), 개질성 입자는 요변성 부여제(thixotropic agent)로 작용하며, 때때로 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액의 점도를 원하는 정도 이상으로 증가시킨다. 결국, 이렇게 되면 이론적으로 너무 많은 수소결합이 존재하게 된다.

바람직한 개질성 입자로는 뉴저지 리지필드 파크 소재의 디거싸 코오포레이션에서 상표명 “OX-50”, “R-812” 및 “P-820”으로 입수 가능한 것과 같은 실리카 입자들이 있으며, 이중 “OX-50”은 평균 입도가 0.04㎛이고 표면적이 50㎡/g인 무정형 실리카이고, “R-812”은 평균 입도가 0.007㎛이고 표면적이 260㎡/g인 소수성 발연 실리카이며, “P-820”은 평균 입도가 0.015㎛이고 표면적이 100㎡/g인 침전된 실리카이다.

무정형 실리카 입자를 사용하는 경우, 순도가 90% 이상인 것이 바람직하고, 95% 이상인 것이 보다 바람직하며 99% 이상이 가장 바람직하다. 대부분의 불순물은 주로 산화알루미늄, 산화철 및 이산화티타늄 같은 기타 금속 산화물이다. 무정형 실리카 입자는 모양이 구형이 되는 경향이 있고, 2.1 내지 2.5g/㎤의 밀도를 가진다.

개질성 입자는 건조 중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.01중량% 내지 약 30중량%, 보다 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%로 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액에 존재한다.

개질성 입자는 본 발명의 결합제 전구물질에서는 불용성이지만, 슬러리 또는 분산액중에 현탁된다. 이론적으로 대부분의 충전제 입자 및 연마재 입자는 그 표면에 결합된 물 또는 기타 히드록실기 공급원을 가진다. 히드록실기의 존재는 개질성 입자와 충전제 입자 또는 연마재 입자 사이에 수소결합을 초래하고, 이 수소결합은 보다 큰 입도의 연마재 및 충전제 입자가 수지중에 현탁된 상태를 유지도록 하는 원인이 되는 것 같다. 개질성 입자와 광물성 입자 사이에 수소결합이 없다면, 이론적으로 광물성 입자는 슬러리 또는 분산액으로부터 침전된다. 만일 슬러리 또는 분산액 중의 수지가 상당량의 수소결합을 할 수 있다면, 이론적으로 너무 많은 수소 결합이 존재하게 되어 점도의 증가를 초래한다.

또한, 이론적으로 평균 입도가 작은 개질성 입자를 첨가하면 본 발명의 슬러리중의 연마재 입자 및 본 발명의 분산액중의 충전제의 입도 분포가 변하게 된다. 통상, 슬러리중 연마재 입자와 분산액중 충전제의 입도 분포는 왜곡되거나 비정상적이다. 개질성 입자를 첨가하면 상기 분포가 보다 “정상적으로” 또는 가우스적으로 되며, 이론적으로 입도의 분포가 보다 가우스 분포가 되면 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액의 점도가 감소된다.

[첨가 중합성 수지]

본 발명의 결합제 전구물질에 사용하기에 바람직한 통상의 첨가 중합성 수지의 예는 다음과 같다: 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐 톨루엔과 같은 에틸렌형 불포화 중합체, 올리고머 및 단량체, 그리고 불포화 카르보닐 측기를 가지는 아미노플라스트 수지 등(예: 본원에 참고문헌으로 통합된 미국 특허 제4,903,440호에 기재한 바와 같이, 분자 또는 올리고머당 1.1개 이상의 알파, 베타 불포화 카르보닐 측기를 가지는 것을 포함함); 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가지는 이소시아뉴레이트 수지(예: 트리스(히드록시에틸)이소시아뉴레이트의 트리아크릴레이트)와 같은 아크릴화된 수지, 아크릴화된 우레탄 수지, 아크릴화된 에폭시 수지 및 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가지는 이소시아네이트 유도체, 또한, 상기 수지들의 혼합물도 이용할 수 있다. “아크릴화된”이란 용어는 모노아크릴화된, 모노메타크릴화된, 멀티아크릴화된, 및 멀티-메타크릴화된 단량체, 올리고머 및 중합체를 포함한다.

실온에서 고체인 단량체가 적당한 용매에 용해된다면 이 단량체가 사용될 수 있다는 것은 주목할만하다. 실온에서 고체인 것으로 특히 바람직한 수지인 트리스(히드록시에틸) 이소시아뉴레이트(“TATHEIC”)의 경우가 그러하다. 이 단량체를 사용할 경우, 점도 감소가 얻어지는 “중합성 수지”는 용매를 포함하며, 이 용매는 단량체와의 반응성이 있을 수도 없을 수도 있으나, 단량체와의 반응성이 있는 것이 바람직하다(따라서 또 다른 단량체로 간주된다). 실온에서 고체인 아크릴화된 단량체에 대한 바람직한 용매는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(“TMPTA”)이나; 이와 같은 용매는 중합성 수지가 이미 실온(즉, 약 25℃)에서 액체인 경우 정확히는 반응성 희석제로 칭하는 것이 보다 정확하다. TATHEIC을 사용할 경우, TATHEIC/TMPTA의 조합은 본 발명의 슬러리 및 분산액 중의 중합성 수지로서 간주된다. TATHECI/TMPTA의 중량비는 약 1:2 내지 약 2:1, 보다 바람직하게는 약 1:1.7 내지 약 1.7:1, 가장 바람직하게는 1:1일 수 있다.

아크릴화된 이소시아뉴레이트 올리고머 수지는 본 발명의 바람직한 첨가 중합성 수지이다. 본 발명에 유용한 이소시아뉴레이트 수지로는 본원에 참고문헌으로 통합된 미국 특허 제4,652,275호에 기술된 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 것들이 있다. 전술한 바와 같이, 특히 바람직한 이소시아뉴레이트 재료의 하나는 TMPTA에 용해된 TATHEIC이다.

아크릴화된 우레탄 올리고머 수지는 히드록시-말단의 아크릴레이트 에스테르, 이소시아네이트-연장된 폴리에스테르 또는 저분자량(약 500미만)의 아크릴레이트(예: 2-히드록시에틸 아크릴레이트)와 에스테르화된 폴리에테르 폴리올이 바람직하다. 바람직한 아크릴화된 우레탄 올리고머 수지의 수평균 분자량은 약 300 내지 약 10,000, 보다 바람직하게는 약 400 내지 약 7,000이다.

아크릴화된 에폭시 올리고머 수지는 비스페놀-A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르와 같은 에폭시 수지의 아크릴레이트 에스테르이다. 시판용 아크릴화된 에폭시 올리고머 수지의 예로는 래드큐어 스페셜리티즈에서 상표명 “CMD 3500”, “CMD 3600”, 및 “CMD 3700”으로 알려진 것들이 있다.

비-방사선 경화성 우레탄 수지, 에폭시 수지 및 중합체 이소시아네이트 역시 본 발명의 슬러리 및 분산액중 중합성 수지로서 사용될 수 있다. 본 발명에 유용한 우레탄으로는 본원에 참고문헌으로 통합된 미국 특허 제4,933,373호에 기술된 것들로서, 트리메틸올프로판 모노알릴 에테르, 에탄올 아민 등과 같은 단쇄의 활성 수소 작용성 단량체; 상표명 “Polybd R-45HT”로 아토켐 인코오포레이트드에서 시판되는 히드록시 말단 폴리부타디엔과 같은 장쇄의 활성 수소 작용성 디엔 예비중합체(prepolymer); 폴리이소시아네이트 및 교차결합 개시제의 반응 생성물이 있다. 적합한 교차결합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드와 같은 유기 과산화물 등이 있다. 필수적인 것은 아니지만, 미국 특허 제4,202,957호에 언급된 것들과 같은 우레탄 촉매가 사용될 수 있다.

에폭시 수지는 옥시란(에폭사이드) 고리를 가지며, 개환 반응에 의해 중합된다. 에틸렌계 불포화 결합이 없는 에폭시 수지는 광개시제를 사용해야 한다. 이들 수지는 그 골격 및 치환기의 성질이 크게 다를 수 있다. 예를 들어, 골격은 일반적으로 에폭시 수지와 결합된 임의의 유형일 수 있으며, 골격 위의 치환기는 실온에서 옥시란 고리와 반응성이 있는(또는 반응성 있게 될 수 있는) 활성 수소 원자가 없는 임의의 기일 수 있다. 허용 가능한 치환기의 대표적 예로는 할로겐, 에스테르기, 에테르기, 설포네이트기, 실록산기, 니트로기 및 포스페이트기가 있다. 에틸렌계 불포화기가 없는 바람직한 에폭시 수지의 예로는 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐]프로판(비스페놀 A의 디글리시딜 에테르) 및 상표명 “Epon 828”, “Epon 1004”, “Epon 1001F”로 쉘 케미컬 컴파니에서 시판하는 제품이 있다.

희석제 역시 본 발명의 슬러리 및 분산액에 사용될 수 있다. 본원에서 사용된 “희석제”란 용어는 이들이 첨가되는 결합제 전구물질의 점도를 감소시킬 수도 감소시키지 않을 수도 있는 저분자량(500 미만)의 유기 물질을 내포한다. 희석제는 수지와의 반응성이 있거나 또는 비활성일 수 있다.

저분자량의 아크릴레이트는 반응성 희석제의 바람직한 유형중 하나이다. 본 발명에 사용하기에 바람직한 아크릴레이트 반응성 희석제는 통상 약 100 내지 약 500의 분자량을 가지며, 그 예로는 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트가 있다.

기타 유용한 반응성 희석제로는 카르복실산의 모노알릴 에스테르, 폴리알릴 에르테르 및 폴리메탈릴 에스테르, 카르복실산의 모노알릴 아미드, 폴리알리 아미드 및 폴리메탈릴 아미드, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 및 N-비닐피페리돈이 있다.

첨가 중합성 수지는 전술한 바와 같이 개시제를 필요로 한다. 방사선 또는 열에 노출시 자유 라디칼을 생성하는 유용한 개시제의 예로는 유기 과산화물, 아조 화합물, 퀴논, 벤조페논, 니트로소 화합물, 아크릴 할라이드, 히드로존 등이 있다.

양이온 광개시제는 첨가 중합성 수지의 중합을 개시하는 산 공급원을 생성한다. 양이온 광개시제로는 오늄 양이온과 금속 또는 메탈로이드의 할로겐 함유 착음이온을 가지는 염이 있다. 기타 유용한 양이온 광개시제로는 유기 금속 착양이온과 금속 또는 메탈로이드의 할로겐-함유 착음이온의 염이 있으며, 이들은 미국 특허 제4,751,138호에 자세히 기술되어 있다.

비경화된 수지는 통상 본 발명의 결합제 전구물질 조성물에 용액 또는 슬러리의 총 중량의 약 20건조 중량% 내지 약 95건조 중량%, 바람직하게는 약 30건조 중량% 내지 약 80건조 중량%로 존재한다.

[경화조건]

페놀 수지 및 우레아-포름알데히드 수지와 같은 열경화성 수지는 열에너지에 의해 경화된다. 첨가 중합성 수지는 광개시제 및/또는[ 방사선 에너지와 같은 개시제를 필요로 한다. 광개시제 및 방사선 에너지는 동시에 사용하는 것이 바람직하다. 게다가, 첨가 중합 속도는 일반적으로 온도에 따라 증가하며, 따라서 상기 수지들은 열원에 동시에 노출될 수 있다. 필요한 에너지의 총량은 1차적으로는 수지계 접착제의 화학적 성질에 의해, 2차적으로는 결합제 전구체의 두께 및 광학 밀도에 의해 좌우된다. 열에너지에 있어서, 오븐 온도는 통상 약 15 내지 약 16시간 동안 약 50℃ 내지 약 250℃ 범위일 것이다. 모든 에틸렌계 불포화 단량체를 완전 중합시키기 위해 UV 또는 가시광선에만 노출시키고 열처리하지 않은 자유 라디칼 첨가 중합 반응의 경우, UV 또는 가시 광선 에너지 양은 약 100밀리주울/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 약 100밀리주울/㎠ 내지 약 700밀리주울/㎠, 특히 바람직하게는 약 400밀리주울/㎠ 내지 약 600밀리주울/㎠ 범위이어야 한다.

자외선은 약 200㎚ 내지 약 400㎚ 범위, 바람직하게는 약 250㎚ 내지 400㎚ 범위내의 파장을 가지는 전자기 방사선을 의미한다. 가시광선은 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 범위, 바람직하게는 약 400㎚ 내지 약 550㎚ 범위내의 파장을 가지는 전자기 방사선을 의미한다.

일종의 이온화 방사선인 전자 비임 조사는 약 0.1M㎭ 내지 약 10M㎭, 바람직하게는 약 1M㎭ 내지 약 10M㎭의 에너지 양으로, 약 150킬로 전자 볼트 내지 약 300킬로 전자 볼트범위의 가속 전위에서 사용할 수 있다.

[피복된 연마재의 배킹 재료]

배킹은 피복된 연마재의 제조에 배킹들로써 통상적으로 사용되는 임의의 수의 각종 재료들일 수 있으며, 그 예로는 종이, 천, 필름, 가황섬유, 직포 및 부직포 등, 또는 이들 재료의 2종 이상의 조합물 또는 이의 처리된 변형물을 들 수 있다. 배킹 재료는 연마재 물품의 목적하는 용도에 따라 선택될 것이다. 배킹의 강도는 사용중의 인열 또는 다른 손상에 충분히 견딜 수 있어야 하며, 배킹의 두께 및 평활도는 목적하는 용도에 바람직한 제품 두께 및 평활도를 수득할 수 있을 정도이어야 한다. 배킹에 대한 본 발명의 슬러리 또는 분산액의 접착력은 또한 정상적인 사용중에 개개의 연마재 입자 또는 연마재 피막이 상당히 벗겨지지 않도록 하기에 충분해야만 한다. 일부 용도에서는 배킹이 방수성인 것이 바람직하다. 배킹의 두께는 목적하는 용도에 바람직한 강도를 제공하기에 충분하여야 하지만, 피복된 연마재 물품의 목적하는 가요성에 영향을 미칠 정도로 두꺼워서는 안된다. 상기 배킹은 피복된 연마재를 래핑하기 위해서 폴리에스테르 필름과 같은 중합체 필름이 바람직하고, 본 발명의 슬러리 또는 분산액과 결과물인 연마 복합체의 필름에 대한 접착력을 촉진시키기 위해서는 에틸렌 아크릴산 공중합체와 같은 물질로 필름이 초벌칠되는 것이 바람직하다. 또한, 배킹은 자외선 또는 가시광선이 통과하는 것이 바람직하다.

직포 배킹인 경우, 때로 본 발명의 슬러리 또는 분산액을 도포하기 전에 하나이상의 피막으로 배킹의 간극을 채우는 것이 바람직하다. 이러한 용도로 사용되는 피막은 피막이 배킹의 어떤 표면에 어떻게 도포되느냐에 따라 포화제 피막, 백 피막(back coatings) 또는 프리사이즈 피막(presize coatings)로 명명된다.

배킹은 유사하거나 유사하지 않은 배킹 재료들로 된 2 이상의 플라이(plies)를 적층시켜 만든 배킹 적층체를 포함할 수 있다. 예컨대, 배킹을 금속판과 같은 보다 단단하고 보다 경질의 기제에 적층시켜, 경질 기재상에 지지된 연마재 피막을 가지는 피복된 연마재 물품을 제조할 수 있다.

연마재 피막을 함유하고 있지 않은 배킹의 표면은 또한 압감 접착제 또는 후크형 및 루프형 부착 시스템을 함유하여 연마재 물품을 백업(bakc-up) 패드에 고정시킬 수 있다. 이러한 용도에 적합한 압감 접착제의 예로는 고무계 접착제, 아크릴레이트계 접착제, 및 실리콘계 접착제가 있다.

[연마재 입자]

각 연마재 입자는 연마재 기술 분야에서 통용되는 것 중에서 선택할 수 있으나 연마재 물품의 용도를 염두에 두고 연마재 입자(크기 및 조성)를 선택해야 한다. 적절한 연마재 입자를 선택하는데 있어서, 경도, 목적하는 가공물과의 적합성, 입도, 가공물과의 반응성, 뿐만 아니라 열전도도와 같은 특성을 고려할 수 있다.

본 발명에 유용한 연마재 입자의 조성은 천연 연마재 및 제조 연마재의 2부류로 분류될 수 있다. 천연 연마재의 예로는 다이아몬드, 강옥, 금강사, 석류석 등이 있다. 제조 연마재의 예로는 탄화 붕소, 등축정계 질화 붕소, 알루미나, 세라믹 산화알루미늄 등이 있다.

본 발명에 유용한 연마재 입자는 통상적으로 바람직하게는 약 0.1㎛ 내지 약 1500㎛, 보다 바람직하게는 약 0.1㎛ 내지 약 1300㎛ 범위의 입도를 가진다. 연마재 입자는 바람직하게는 약 0.1㎛ 내지 약 700㎛ 범위, 보다 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 150㎛ 범위, 특히 바람직하게는 약 1㎛ 내지 약 80㎛ 범위의 평균 입도를 가진다. 본 발명에 사용된 연마재 입자는 바람직하게는 8 이상, 보다 바람직하게는 9 이상의 모오스 경도를 가지나; 특정 용도에는 보다 연질의 입자가 사용될 수도 있다.

“연마제 입자”란 용어는 각 연마재 입자의 응집체를 포함한다. 다수의 연마재 입자가 결합제와 함께 결합하여 특정 미립자 구조를 가질 수 있는 보다 큰 연마재 입자를 형성할 때 연마재 응집체가 형성된다. 연마재 응집체를 형성하는 다수의 입자들은 1종 이상의 연마재 입자를 함유할 수 있으며, 사용된 결합제는 응집체를 배킹에 결합시키는데 사용되는 결합제와 동일하거나 상이한 것일 수 있다.

반드시 필요한 것은 아니나, 방사선을 사용하여 경화시킬 때 연마재 입자의 굴절률이 사용되는 특정 수지의 굴절률과 일치하거나 또는 근사할 경우 경화가 보다 빨라지는 것으로 보인다.

[충전제]

통상적으로, 충전제는 연마재가 작용하는 연마 표면에 대해 거의 불활성이거나 비 반응성인 재료를 포함하는 무기 미립자 물질이다. 그러나, 경우에 따라 활성(즉, 반응성) 충전제가 사용되며, 이는 때로 연마재 기술 분야에서 연마 보조제로 명명되기도 한다. 이 충전제들은 사용 중에 연마 표면과 유리하게 상호 작용한다. 특히, 당 기술분야에서는 연마 보조제는 1) 연마재 입자와 연마될 가공물 간의 마찰을 감소시키거나, 2) 연마재 입자가 “캡핑”되는 것을, 즉, 연마재 입자의 상부에 금속입자가 용착되는 것을 방지하거나, 3) 연마재 입자와 가공물 사이의 계면 온도를 감소시키거나, 또는 4) 필요한 연마력을 감소시킬 수 있는 것으로 생각된다.

연마 보조제는 다양한 여러 재료들을 포함하며, 무기 또는 유기계일 수도 있다. 본 발명에 유용한 연마 보조제의 화합물군의 예로는 왁스, 유기 할라이드 화합물, 할라이드 염 및 금속, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.

연마 보조제는 결합제 전구물질 용액의 총중량을 기준으로, 약 0.1건조 중량% 내지 약 10건조 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.5중량% 내지 약 5.0중량% 범위의 양으로 본 발명의 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액에 사용될 수 있다. 비 반응성 충전제가 사용되는 경우, 이 충전제는 최대 50건조 중량%까지 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 통상적으로 충전제를 첨가하면 경화된 결합제의 경도 및 인성이 증가된다. 통상적이고 바람직하게 충전제는 약 1㎛ 내지 약 100㎛ 범위, 바람직하게는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 및 가장 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 25㎛ 범위의 평균 입도를 가지는 무기 무립자이다. 또한, 충전제는 1.5 내지 4.50 범위의 비중을 가지는 것이 바람직하고, 충전제의 평균 입도는 연마재 입자의 평균 입도보다 작은 것이 바람직한 것이다.

충전제를 본 발명의 슬러리 및 분산액에 사용하는 경우, 충전제의 굴절률이 사용되는 특정 수지의 굴절률과 일치하거나 근사한 경우 방사선에 의한 경화는 보다 빨라지는 경향을 나타낸다.

본 발명에 유용한 비반응성 충전제의 예로는 탄산염, 실리카, 규산염, 금속황산염, 석고 등이 있다.

[커플링제]

본 발명의 슬러리, 분산액 및 물품은 또한 추가의 점도 감소가 필요한 경우, 미국 특허 제4,871,376호에서 드월드에 의해 개시된 바와같이 커플링제를 함유할 수 있다. 바람직한 커플링제는 2개의 상이한 반응성 작용기, 즉 유기 작용 부분 및 무기 작용 부분을 통해 작용한다. 피복된 연마재 결합제 전구물질 시스템(즉, 수지/충전제 혼합물)을 커플링제로 개질시키는 경우, 커플링제의 유기작용기는 비경화된 수지에 결합되거나, 그렇지 않다면 유인되거나 회합된다. 무기 작용 부분은 분산된 무기 충전제와 유사한 회합을 생성하는 것으로 보인다. 따라서, 커플링제는 수지/충전제 계면에서 무기 충전제와 유기 수지 사이에 가교로서 작용한다.

본 발명에 적합한 것으로 밝혀진 커플링제의 한 예는 유니온 카바이드 코오포레이숀사의 상표명 “A-174”로 공지된 메타크릴옥시프로필 실란이다. 다른 적합한 커플링제는 지르코알루미늄산염 및 티탄산염이다.

[결합제 전구물질 첨가제]

본 발명의 슬러리 및 결합제 전구물질 분산액, 및 이에 따른 경화된 결합제는 또한 섬유, 윤활제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 염료, 가소제 및 현탁제와 같은 연마재 기술분야의 전문가에게 일반적인 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 이들 물질의 양은 결합제의 바람직한 성질 및 제조되는 연마재 물품의 최종 용도에 따라 다르다.

[수지계 연마재]

수지계 연마재를 제조하기 위해, 본 발명의 슬러리는 중합성 수지, 연마재 입자 및 개질성 입자를 주성분으로 한다. 임의적으로, 커플링제는 또한 슬러리를 주형내로 주입하기 전 또는 후에 슬러리에 첨가될 수 있다. 실란 커플링제를 사용하는 경우, 주형 내부 표면을 주형 이탈제(a mold release agent)로 피복할 필요가 없다. 그러나, 필요에 따라 주형 이탈 물질을 슬러리에 노출될 주형의 표면상에 피복할 수 있으며, 그 예로는 상표명 “IMS 실리콘 스프레이 파팅 에이전트” S-512로 공지된 주형 이탈제가 있다. 대안적으로, 주형은 폴리테트라플루오로에틸렌등과 같은 물질로 만들어진 비점착 표면을 가질 수 있다.

이어서, 슬러리를 선택된 주형에 주입한 후, 전술한 바와같은 경화 조건으로 처리한다. 임의적으로, 경화 중에 상기 시스템에 압력을 가할 수 있다. 수지가 일단 경화되면, 결과적으로 산출되는 수지계 연마재를 금형으로부터 떼어낸다.

[부직포 연마재 물품]

부직포 연마재 물품에는 결합제에 의해 접촉하는 지점에서 함께 결합된 섬유로서 개방되고 융기된 3차원 웹모양을 가진 섬유를 포함한다. 이러한 구조물의 결합제는 본 발명의 슬러리 또는 분산액을 사용하여 제조할 수 있다. 부직포 연마재 물품을 제조하는 방법은 미국 특허 제2,958,293호(후버)에 기술되어 있다.

[래핑 연마재 및 그 제조방법]

일정 형상의 공구를 슬러리로 피복시키는 각 방법에 있어서, 슬러리가 일정 형상의 표면내의 저부 또는 움푹한 곳으로 유입될 수 있는 점도를 가진다면 가장 바람직하다. 따라서, 본 발명의 슬러리는 동일온도에서 측정했을 때 입자를 개질시키지 않고도 동일한 슬러리보다 낮은 점도를 갖기 때문에, 상당히 바람직하다. 제조공구를 이용하는 방법 중에서, 제조공구는 실리콘 물질과 같은 이탈제로 피복되어 중간체 물품을 일정 형상의 공구로부터 보다 잘 떼어낼 수 있다.

제조 공구의 형상은 본 발명의 연마재 물품에 일정 형상을 부여하기 때문에, 이 방법이 “일정 구조화된” 연마재 물품을 제조하는데 특히 유용하다. 일정 구조화된 연마재 물품은 결합제 내에 분포된 연마재 입자를 함유하는 복합체가 소정의 형태를 갖고, 배킹상에 미리 정해진 배열로 배치되어 있는 연마재 물품이다.

[피복된 연마재를 제조하는 추가 방법]

본 발명은 또한 본 발명의 슬러리와 분산액을 병입시킨 종래의 피복 연마재 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 슬러리를 이용하는 본 발명에 따른 한 방법에 있어서, 배킹은 침지 피복 또는 로울 피복 등의 임의의 통상적인 기법에 의해 포화제 피막 전구물질로 포화시킬 수 있으며, 그후 포화제 피막 전구물질은 부분 경화(“예비경화”)된다. 포화제 피막 전구물질이 부분 경화된 후, 로울 피복, 다이 피복 또는 나이프 피복과 같은 임의의 통상적인 기법으로 슬러리를 피복시킬 수 있다. 이어서, 슬러리내의 중합성 수지를 적어도 부분적으로 경화하거나 겔화하기에 충분한 조건에 슬러리를 노출시킨다.

그리고나서, 사이즈 피막 전구물질을 전술한 임의의 통상적인 기법으로 연마재 그레인상에 도포한 다음, 부분 경화를 실시하기 위한 조건으로 처리한다.

하나 이상의 수퍼사이즈 피막 전구물질은 임의의 통상적인 기법으로 부분 경화된 사이즈 피막위에 도포될 수 있다. 각 피막은 도포된 후 완전히 경화되거나, 부분 경화되거나, 또는 건조될 수 있다. 마지막 피막 전구물질을 도포한 후, 필요에 따라 남아있는 것으로 부분적으로 경화되거나 건조된 임의의 피막을 완전히 경화시킨다. 이 방법에서, 임의의 사이즈 피막 및 수퍼사이즈 피막은 피복 연마재 기술분야에 통상적으로 이용되는 결합제 물질(예컨대, 레졸 페놀 수지)을 포함하거나, 또는 본 발명의 슬러리 또는 본 발명의 결합제 전구물질 분산액을 포함할 수 있다.

이하 실시예에서 제조되고 사용되는 연마재 물품은 연마재 물품을 제조하는 일반적인 절차에 따라 제조하였고, 연마재 물품은 하기 기술된 시험 절차에 따라 시험하였다.

[연마재 물품을 제조하는 일반적인 절차]

본 발명의 슬러리를 이용하는 연마재 물품은 일반적으로 양수인의 미국 특허 제5,152,917호(피퍼등)에 따라 제조하였다. 슬러리로 용구를 채울 수 있도록 각 경우에 사용된 슬러리를 피라미드 형의 형상을 가지는 제조 용구상에 피복시켰다. 피라미드는 밑면이 서로에 대향하게 접하도록 배치하였다. 피라미드 밑면의 폭은 약 530㎛이고 피라미드 높이는 약 530㎛이다. 이 형상은 상기 피퍼 등의 특허중 제1도에 예시되어 있다.

이어서, 에틸렌 아크릴산 공중합체 프라이머를 가지는 130㎛ 두께의 폴리에스테르 필름을 롤러로 제조용구에 대해 프레스시켜 슬러리가 그 폴리에스테르 필름의 앞면을 습윤시키도록 하였다.

그 다음 자외선을 폴리에스테르 필름을 통해 슬러리내로 투과시켰다. 자외선은 슬러러내에 함유된 방사선 경화성 수지의 중합을 개시하여, 슬러리를 연마재 복합체로 변형시키고, 이 연마재 복합체를 폴리에스테르 필름 배킹에 접착시켰다. 사용된 자외선 공급원은 762와트/전구폭 ㎝로 작동하는 상표명 “Aetek H”로 공지된 2개의 전구이다. 마지막으로, 폴리에스테르 필름/연마재 복합체를 제조 공구로부터 분리시켜 래핑 피복 연마재를 제조하였다.

[시험 방법]

[응력 유동기를 사용하는 점도 시험]

이 시험은 슬러리 및 분산액의 점도를 실온에서 보올린 레오미터 시스템스의 시판품인 상표명 “VOR”로 공지된 기구를 사용하여 측정했다. 이 점도 시험에서 번호 C-14 컵 및 추를 22.64g의 토오크 막대기와 함께 사용했다. 시험하고자 하는 샘플을 추출 컵에 넣고 추를 샘플내에 떨어뜨려 추를 샘플내에 부분침지시켰다. 추를 토오크 막대기의 한쪽말단에 부착시켜 컵에 매달고, 다른쪽 말단은 시스템내의 토오크 측정 장치에 부착시켰다(추, 토오크 막대기 및 측정 장치는 보흘린 사에서 이미 조립하여 시판함). 시험을 개시하기 위해, 유동기 시스템으로 추를 회전시키고, 샘플은 추의 회전에 대한 저항을 제공한다. 10초 지연 후 점도를 센티포이즈 단위로 판독하고, 3회의 측정값을 평균하여 주어진 샘플의 점도를 얻었다. 측정 간격은 각 측정당 120초였다. 각 측정 온도는 통상 24.9℃ 내지 25.2℃였다.

[마무리 품질 시험(Ra)]

마무리 품질은 평균 표면 인성의 측정값인 통상적으로 사용되는 통계 변수 “Ra”로 측정했다. Ra는 인더스트리얼 메틸 프로덕츠 인코오포레이트드의 간행물 “표면조직 및 부품 기하학 소개”(본원에 참고문헌으로 인용)에 스크래치(scratch) 깊이의 산술 평균값(마이크로인치)으로서 정의된다. 다량의 물질이 가공품에서 제거(“절단”)되면서 Ra값이 낮은 경우가 이상적이다.

[디스크 시험 절차 I]

각 실시예에서 시험할 피복된 연마재 물품을 10.2㎝ 직경의 디스크로 만들고 발포성 백업 패드에 압감 접착제로 부착시켰다. 피복된 연마 디스크와 백업 조합물을 상표명 “쉬퍼(Schiefer)”로 공지된 시험기상에 장착하고 피복된 연마재 디스크를 사용하여 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 중합체를 연마하였다. 하중은 4.5㎏이었다. 모든 시험을 수류하에서 실시되었다. 시험의 종말점은 피복된 연마재 디스크의 500 회전 또는 사이클이었다. 제거된 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 중합체의 양과 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 중합체의 표면 마무리(Ra)를 시험 마지막에 측정했다.

[디스크 시험 절차 II]

디스크 시험 절차 II는 가공물이 폴리메틸 메타크릴레이트인 것을 제외하고는 디스크 시험 절차 I과 동일했다.

[디스크 시험 절차 III]

시험하고자 하는 피복된 연마 디스크를 경사진 알루미늄 백업 패드상에 설치하고, 이를 1.25㎝ x 18㎝의 1018 연강 가공물의 면을 연마하는데 사용했다. 디스크를 5,500rpm으로 작동시키면서, 백업 패드의 경사 모서리에 중첩되는 디스크 부분이 가공물과 약 4.5㎏ 하중으로 접촉하게 하였다. 각 디스크를 사용하여 가공물 상에 불꽃이 일어날 때까지 1분간격으로 분리된 가공물을 연마했다. 초기 유분(cut)은 연마 개시 첫 1분 안에 제거된 금속의 양이었다. 총 유분은 시험을 통해 제거된 금속의 총합이었다.

[디스크 시험 절차 IV]

시험하고자 하는 연마재 물품을 10.2㎝ 직경의 디스크로 만들어 3M사의 시판품인 상표명 “E8”로 공지된 양면 접착 테이프로 백업 패드상에 설치하였다. 가공물은 외경이 5㎝이고 내경이 4.4㎝인 1018 연강 고리이다. 연마 디스크와 가공물 계면 사이의 하중은 13.6㎏이었다. 또한, 이 계면에 오일 윤활제를 1초당 1방울씩 연속해서 적용했다. 연마중에 연마재 디스크를 회전시키지 않고, 전진 및 측방향으로 진동시켰다. 또한, 연마중에 가공물을 진동시켰다. 시험 종말점은 1분이었고 이 간격 동안 연마된 금속양을 측정했다.

[벨트 테스트 절차 I]

시험하고자 하는 피복된 연마재를 7.6㎝ x 335㎝의 순환형 벨트로 만들고 일정한 하중의 표면 연마기로 테스트했다. 사전에 칭량한 약 2.5㎝ x 5㎝ x 18㎝의 1018 연강 가공물을 홀더에 장착시켰다. 가공물을 2.5㎝ x 18㎝의 면이 한쪽 지면에 하나씩인 36㎝ 직경의 85 쇼어 A 경도계 톱니형 고무 접촉 휠에 대향하도록 수직으로 배치하였으며, 상기 휠상에 피복된 연마 벨트를 내장시켰다. 이어서 가공물을 20주기/분의 속도로 18㎝ 경로를 통해 수직으로 왕복운동시키고, 그 동안에 스프링이 장전된 플런저를 사용하여 벨트가 약 2050m/분으로 구동됨에 따라서 벨트에 대해 가공물이 4.5㎏의 하중을 갖도록 하였다. 1분의 연마 시간이 경과한 후에, 가공물 홀더 어셈블리를 제거하고 재차 칭량하였다. 가공물 홀더 어셈블리의 원래의 중량에서 연마후의 중량을 감산하여 제거된 원료의 양을 계산하였다. 이어서, 새로운 사전칭량된 가공물과 홀더를 장치상에 설치하였다. 초기 유분은 최초의 연마 1분동안에 제거된 금속의 양이다. 최종 유분은 최종 연마 1분 동안에 제거된 금속의 양이다. 합계 유분은 제거된 금속의 총량이다. 테스트의 종말점은 연마재 물품이 가공물을 태우기 시작할 때이다. 몇 개의 예에서, 가공물의 표면 마무리 상태 (Ra)를 측정하였다. 초기 표면 마무리 상태 (Ra)는 연마한지 60초후에 취한 것이며, 최종 표면 마무리 상태는 최종 1분의 연마후에 취한 것이다.

[재료의 설명]

하기의 약어와 상표명을 실시예 전반에 걸쳐 사용하였다.

TATHEIC : 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트의 트리아크릴레이트

PH1 : 2,2-디메톡시-1,2-디페닐-1-에탄온, 시바 가이기 컴패니에서 상표명 “Iragacure 651”로 시판함.

TMPTA : 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트

WAO : 백색 용융 산화알루미늄 연마재 그레인

CA01 : 평균 입도가 13㎛인 탄산 칼슘 충전제

CA02 : 평균 입도가 2.5㎛인 탄산 칼슘 충전제

MSCA : 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 유니온 카바이드에서 상표명 “A-174”로 시판하는 것으로 알려져 있음.

RP1 : 레졸 페놀계 수지, WPS중의 76% 고형분

WPS : 90/10 중량비의 물/PS

PS : 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르

ASP : 평균 표면적이 50㎡/g이고 평균 입도가 0.04㎛이며, 뉴저지주 리지필드 파크 소재의 디거싸 코오포레이션에서 상표명 “OX-50”으로 시판하는 부정형 실리카 입자.

PSP : 평균 표면적이 100㎡/g이고 평균 입도가 0.015㎛이며, 뉴저지주 리지필드 파크 소재의 디거싸 코오포레이션에서 상표명 “P-820”으로 시판하는 침전된 실리카 입자.

A200 : 평균 표면적이 200㎡/g이고 평균 입도가 0.012㎛이며, 뉴저지, 리지필드 파크 소재의 디거싸 코오포레이션에서 상표명 “AEROSIL 200”으로 시판하는 발연 실리카 입자.

PAPI : 이소시아네이트 당량 중량이 140이고 작용가가 3.0이며, 상표명 “PAPI 2020”으로 시판되고 있는, 아닐린-포름알데히드 축합물의 직접적인 포스겐화에 의해 유도된 폴리이소시아네이트 혼합물.

EPON 828 : 비스페놀 A, 2,2-비스-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]프로판의 디글리시딜 에테르인 에폭시 수지, 텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 컴패니에서 시판.

[실시예]

하기의 비제한적인 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 특별한 언급이 없는 한, 실시예의 모든 부, %, 비율등은 중량을 기준으로 한 것이다.

[점도 실시예 1-4 및 비교 실시예 A-D]

비교 실시예 A-D에서는, 50부의 TATHEIC, 50부의 TMPTA, 2부의 PH1 및 200부의 WAO를 함께 혼합함으로써 슬러리를 제조하였다. 실시예 1-4에서는, 슬러리에 1부의 ASP를 추가로 함유시켰다. 각 슬러리의 점도를 응력 유동계 테스트에 의해 측정하였다. 하기 표 1에 각 실시예의 연마재 입자의 평균 크기와 얻어진 점도를 센티포아즈 단위로 표시하였다.

[표 1]

상기 표 1의 데이타는 실시예 1-4에서 ASP를 슬러리에 첨가함으로써 점도가 상당히 감소한다는 것을 보여준다.

[성능 실시예 5-7 및 비교 실시예 E-H]

이 실시예에서는 ASP를 함유한 슬러리로부터 제조한 연마재 물품과 ASP를 함유하지 않은 슬러리로부터 제조한 연마재 물품의 성능을 비교하였다. 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라서 연마재 물품을 제조하였다. 그 결과로 나온 연마재 물품에 대해 디스크 테스트 절차 I 및 II, 그리고 마무리 품질 테스트(Ra)에 따른 시험을 하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 5의 슬러리는 실시예 2에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

실시예 6의 슬러리는 실시예 1에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

실시예 7의 슬러리는 실시예 3에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

비교 실시예 E의 슬러리는 비교예 B에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

비교 실시예 F의 슬러리는 비교예 A에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

비교 실시예 G의 슬러리는 비교예 C에서 사용된 슬러리와 동일하였다.

비교 실시예 H는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Microfine Wetordry” 페이퍼로서 시판하는 등급 1500 (8㎛ 평균 입도)의 피복된 연마재로 이루어져 있다.

[표 2]

상기 표 2의 데이타는 슬러리에 ASP를 첨가하면 ASP를 사용하지 않고 제조된 유사한 피복된 연마재에 비해 더욱 평활한 표면 마무리 상태를 제공하는 피복 연마재를 제조할 수 있음을 보여준다.

[점도 비교 실시예 I-N]

ASP를 수성 결합제 전구물질 용액에 주입하는 것이 그 용액의 점도를 감소시키는지의 여부를 결정하기 위해, 수성 결합제 전구물질 용액을 제조했으며(비교 실시예 I-N), 그들의 점도를 측정하였다. 용액의 조성은 하기 표 3에 나타나있다. 결합제 전구물질 용액은 표에 열거된 물질들을 공기-구동 교반기를 사용하여 충분히 혼합함으로써 제조하였다. 하기 표 3에 열거된 점도 값은 센티포아즈(cps) 단위이며, 브룩필드 점도계, 모델 DV-II, 2번 스핀들을 사용하여 측정하였다. 각각의 점도 측정시의 온도(℃)는 점도 값 다음의 괄호안에 기재하였다. 하기 표 3에 주어진 점도 값은 스핀들을 5분동안 회전시킨 후에 얻어진 값이다.

[표 3]

표 3의 점도 데이타는 ASP를 첨가하는 것이 실제로 점도가 더욱 높은 수용액을 제공하므로, 수용액내에서 ASP의 효과는 본 발명의 슬러리 및 분산액에서의 효과와는 반대라는 것을 보여준다. 이는 수용액내의 많은 수소 결합에 기인하는 것이라는 이론을 세울 수 있다.

[성능 실시예 8 및 비교 실시예 O]

이 실시예에서는 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 연마재 물품을 제조한 후에, 벨트 테스트 절차 I에 따라서 테스트하였다. 테스트 결과는 하기 표 4에 나타내었다. 실시예 8의 연마재 물품은 647부의 등급 P-180 WAO (평균 입도 78㎛), 20부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어진 슬러리를 사용하여 제조하였다.

비교 실시예 O는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Three-Mite Resin Bond X”로 시판하는 피복된 연마재 물품이다.

상기 피복된 연마재 물품은 커플링제나 ASP가 전혀 첨가되지 않은 페놀계 수지와 X중량 폴리에스테르 직물에 접착된 등급 P-180 WAO 연마재 입자를 가졌다.

[표 4]

표 4의 데이타는 본 발명에 따라 제조한 피복된 연마재가 ASP를 함유하지 않은 대표적인 시판 제품에 비하여 초기 유분은 더 작지만 총 유분은 더 높으며 연소하기 시작할 때까지 거의 2배의 시간이 걸린다는 것을 보여준다.

[성능 실시예 9 및 비교 실시예 P]

실시예 9의 연마재 물품은 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다. 슬러리는 657부의 P-100 WAO (평균 입도 127㎛), 10부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어졌다. 비교 실시예 P는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Three-Mite Resin Bond X”로 시판하는 피복된 연마재로서, 커플링제나 ASP가 전혀 첨가되지 않은 페놀계 수지에 의해 X중량 폴리에스테르 직물에 접착된 등급 P-100 WAO를 갖는 피복된 연마재이었다.

실시예 9와 비교 실시예 P의 연마재 물품을 벨트 테스트 절차 I에 따라 테스트하였으며 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 표 5에 제시된 값은 4개의 벨트에 대한 평균치이다.

[표 5]

표 5의 데이타는 본 발명의 피복된 연마재가 ASP 및 MSCA를 포함하지 않은 시판용 피복된 연마재와 비교할 만한 성능을 가진다는 것을 보여준다.

[성능 실시예 10-11 및 비교 실시예 Q-T]

실시예 10과 11의 연마재 물품은 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다.

실시예 10의 슬러리는 657부의 WAO (평균 입도 40㎛), 10부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어졌다.

실시예 11의 슬러리는 657부의 WAO (평균 입도 20㎛), 10부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어졌다.

비교 실시예 Q는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Three-Mite Resin Bond X”로 시판하는 피복된 연마재이다. 상기 피복된 연마재는 페놀계 결합제 수지로 X중량 면직물에 접착시킨 등급 P-320 (평균 입도 34㎛)로 이루어졌다.

비교 실시예 R은 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Three-Mite Resin Bond X”로 시판하는 피복 연마재이다. 상기 피복된 연마재는 페놀계 결합제 수지로 X중량 폴리에스테르 직물에 접착시킨 등급 P-220 (평균 입도 66㎛)로 이루어졌다.

비교 실시예 S는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Imperial Microfinishing Film”으로 시판하는 피복된 연마재로서, 상기 피복된 연마재는 MSCA 또는 ASP가 없는 페놀계 수지에 의해 폴리에스테르 배킹에 접착된 평균 입도 20㎛ WAO를 갖고 있었다.

비교 실시예 T는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Multicut Resin Bond X”로 시판하는 피복된 연마재로서, 상기 피복된 연마재는 MSCA 또는 ASP가 없는 페놀계 수지에 의해 폴리에스테르 배킹에 접착시킨 등급 P-660 WAO(평균 입도 26㎛)를 갖고 있었다.

이 부분의 실시예에 대한 연마재 물품들을 벨트 테스트 절차 I 및 마무리 품질 테스트에 따라서 테스트하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 제시하였다. 표 6의 데이타는 2회 이상의 벨트에 대한 평균치이다.

[표 6]

표 6의 데이타는 본 발명의 피복된 연마재가 비교 실시예에 비해서 내구성이 더 크고 유분이 더 많으며, 더 우수하거나 유사한 표면 마무리를 제공한다는 것을 보여준다.

[성능 실시예 12 및 비교 실시예 U]

실시예 12의 연마재 물품은 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다. 실시예 12의 슬러리는 657부의 WAO (평균 입도 40㎛), 10부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어졌다.

비교 실시예 U는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Three-Mite Resin Bond X”로 시판하는 피복된 연마재로서, X중량 폴리에스테르 직물에 접착된 등급 P-400 (평균 입도 35㎛)를 갖고 있었다.

양면 접착 테이프를 사용하여 실시예 12와 비교 실시예 U의 연마재 물품을 각각 0.76㎛ 두께의 가황 섬유 배킹에 적층시켰다. 그 결과로 나온 재료를 각각 2.2㎝의 중앙 개구를 가진 17.8㎝ 직경의 디스크로 만들었다.

이어서 실시예 12 및 비교 실시예 U의 디스크를 디스크 테스트 절차 III에 따라 테스트하였으며 그 결과를 하기 표 7에 제시하였다.

[표 7]

표 7의 데이타는 본 발명에 따라 제조한 피복된 연마재를 합체시킨 디스크가 비교용의 피복된 연마재가 합체된 디스크에 비해 총 유분 및 연소 시간면에서 상당히 우수한 성능을 가짐을 보여준다.

[성능 실시예 13 및 비교 실시예 V]

실시예 13의 연마재 물품은 연마재 물품을 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다. 실시예 13의 슬러리는 657부의 WAO (평균 입도 20㎛), 10부의 ASP, 164부의 TMPTA, 164부의 TATHEIC, 6.6부의 PH1 및 5부의 MSCA로 이루어졌다.

비교 실시예 V는 미네소타주 세인트폴 소재의 3M 컴패니에서 상표명 “Imperial Microfinishing Film”으로 시판되는 피복된 연마재로서, 상기 피복된 연마재는 ASP 또는 MSCA를 함유하지 않는 페놀계 수지로 폴리에스테르 필름 배킹에 접착시킨 평균 입도 20㎛ WAO 연마재 입자를 가지고 있었다.

실시예 13과 비교 실시예 V의 연마재 물품을 디스크 테스트 절차 IV에 따라 테스트하였으며 그 결과를 하기 표 8에 제시하였다.

[표 8]

표 8의 데이타는 본 발명에 따라 제조한 피복된 연마재(즉, 슬러리내에 개질성 입자들을 포함하고 있는 것)가 슬러리내에 개질제 입자를 갖지 않는 비교용의 피복된 연마재에 비해 총 유분면에서 상당히 우수한 성능을 가짐을 보여준다.

[점도 및 침전 실시예 14-15, 비교 실시예 W]

실란 커플링제를 사용하지 않고 다음과 같은 슬러리 샘플을 제조하여 본 발명에 유용한 개질성 입자의 첨가가 슬러리의 점도에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 일정한 부피 하중을 가지는 하기의 3개의 배치(batch)를 제조하였다:

비교 실시예 W: WAO 700g(평균 입도 40㎛),

300g의 수지, 150g의 TATHEIC, 150g의 TMPTA

실시예 14: WAO 694g(평균 입도 40㎛), 10g의 ASP, 및

300g의 수지, 150g의 TATHEIC, 150g의 TMPTA

실시예 15: WAO 694g(평균 입도 40㎛), 10.9g의 PSP, 및

300g의 수지, 150g의 TATHEIC, 150g의 TMPTA

실시예 14와 15 및 비교 실시예 W는 각각 모든 무기물질을 첨가한 후에 고전단 혼합기를 사용하여 10분동안 혼합되었다. 브룩필드 Synchro-Lectric 점도계, 모델 LVT, 12rpm, 4번 스핀들을 사용하여 실온에서 각각의 점도를 측정하였다. 점도는 각각 다음과 같다:

비교 실시예 W : ＞ 50,000cps

실시예 14 : 30,000cps - 36,000cps

실시예 15 : 31,500cps

상기 데이타는 무정형 및 침전 실리카입자가 모두 본 발명의 슬러리에서 개질성 입자로서 작용함을 입증한다.

또한 상기 조의 실시예들의 슬러리의 침전 속도를 실온에서 테스트했다. 샘플을 각각 검은 유리병에 저장하고 설상체 감압기를 사용하여 각 샘플의 바닥상의 침전 깊이를 측정하였다. 시간이 경과함에 따라 샘플 상단위에 형성된 투명한 수지층으로 분리도가 육안에 의해서도 쉽게 확인된다. 하기 데이타는 어떠한 교반없이 1시간 및 3일 후에 관찰한 것이다:

상기 데이타는 개질성 입자가 슬러리로부터 무기 입자의 침전을 얼마나 효과적으로 감소시키는지를 보여준다. 비교 실시예 W에 있어서는 고전단 혼합기를 사용하여 무기물질을 재분산시키는데 30분이 소요됨을 주목해야 한다.

[실시예 16-17 및 비교 실시예 X, Y, Z, 및 AA]

개질성 입자가 TATHEIC 이외의 수지를 함유하는 슬러리의 점도에 미치는 영향을 조사하고, 모든 발연 실리카 입자가 본 발명에 있어서 유용한 개질성 입자로서의 품질을 가지는 것이 아님을 보여주기 위해, 하기의 슬러리들을 제조했다:

비교 실시예 X: 694g의 WAO(평균 입도 40㎛),

300g의 수지, 50부의 TATHEIC, 50부의 TMPTA

비교 실시예 Y: 694g의 WAO(평균 입도 40㎛),

300g의 수지, 50부의 TATHEIC, 50부의 TMPTA, 및

10g의 A200(“Aerosil 200”)

비교 실시예 Z: 233g의 WAO(평균 입도 40㎛),

100g의 PAPI

비교 실시예 AA: 300g의 EPON

500g의 WAO(평균 입도 40㎛)

실시예 16: 271.1g의 WAO(평균 입도 40㎛),

94g의 PAPI, 및

3.1g의 ASP(“OX-50”)

실시예 17: 495.7g의 WAO(평균 입도 40㎛),

300g의 EPON, 및

7.1g의 ASP(“OX-50”)

상기 슬러리들은 모두 고전단 혼합기를 사용하여 마지막 분량의 무기물을 첨가한 후 10분동안 혼합하였다. 실온에서 2rpm하에 T 스핀들을 사용하여 브룩필드 Synchro-Lectric 점도계, 모델 RVF로 측정한 점도(cps)는 다음과 같다:

비교 실시예 X 170,000

비교 실시예 Y 210,000

비교 실시예 Z 395,000

실시예 16 300,000

비교 실시예 AA 175,000

실시예 17 170,000

이들 실시예의 데이타는 본 발명에 유용한 개질성 입자가 에폭시 수지 및 중합체 이소시아네이트 수지의 점도를 감소시킬 수 있는 반면에, 발연 실리카 “Aerosil 200”은 TATHEIC 및 TMPTA로 된 슬러리의 점도를 증가시킨다는 것을 보여준다.

Claims

연마재 물품 제조에 사용하기 적합한 슬러리로서, 첨가 중합성 수지, 연마재 입자 및 개질성 입자를 포함하며, 개질성 입자는 표면적이 300㎡/g 미만이고 평균 입도가 0.1㎛ 미만인 실리카 입자이며, 또한 상기 슬러리의 점도를 감소시킬 수 있는 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 슬러리.
제1항에 있어서, 상기 첨가 중합성 수지가 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐 톨루엔 및 불포화 카르보닐 측기를 가진 아미노플라스트 수지, 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아뉴레이트 수지, 아크릴화된 우레탄수지, 에폭시 수지, 및 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아네이트 유도체로 구성된 군에서 선택되는 것을 추가의 특징으로 하는 슬러리.
제1항에 있어서, 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리.
제1항에 있어서, 반응성 희석제를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리.
제2항에 있어서, 하나 이상의 아크릴레이트 측기를 가진 이소시아뉴레이트 수지가 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트에 용해된 트리스(히드록시에틸)이소시아뉴레이트의 트리아크릴레이트인 것을 추가의 특징으로 하는 슬러리.
제1항에 있어서, 연마재 입자가 0.1㎛ 내지 700㎛ 범위의 평균 입도를 갖는 것을 추가의 특징으로 하는 슬러리.
제1항에 있어서, 개질성 입자가 상기 슬러리의 총 건조 중량을 기준으로 0.1건조 중량% 내지 30.0건조 중량%의 양으로 존재하는 것을 추가의 특징으로 하는 슬러리.
상층에 연마재 피막이 있는 가요성 배킹을 갖는 유형의 피복된 연마재로서, 연마재 피막이 슬러리의 건조 중량을 기준으로 20건조 중량% 내지 95건조 중량%의 첨가 중합성 수지, 30건조 중량% 내지 70건조 중량%의 연마재 입자 및 0.01건조 중량% 내지 30건조 중량%의 개질성 입자를 주성분으로 하는 슬러리로부터 유래하며, 개질성 입자는 표면적이 300㎡/g 미만이고, 평균 입도가 0.1㎛ 미만인 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 피복된 연마재.
a) 제1 및 제2표면을 갖는 배킹의 제1표면을 중합성 수지, 연마재 입자 및 개질성 입자를 주성분으로 하는 슬러리로 피복하는 단계[이때. 개질성 입자는 표면적이 300㎡/g 미만이고, 평균 입도가 0.1㎛ 미만이며 슬러리의 점도를 감소시킬 수 있는 양으로 존재하는 실리카 입자임]; b) 제3의 표면을 상기 슬러리-피복된 제1표면과 접촉시키는 단계로서 그 제1표면 및 제3표면중 적어도 하나는 패턴을 갖는 단계; c) 중합성 수지를 경화시킬 수 있는 조건에 슬러리를 노출시키는 단계; 및 d) 상기 제1표면 또는 제3표면중 하나를 제거하여 피복된 연마재를 생성시키는 단계를 특징으로 하는 피복된 연마재의 제조 방법.