KR20010043184A

KR20010043184A - 코팅된 연마용품

Info

Publication number: KR20010043184A
Application number: KR1020007012107A
Authority: KR
Inventors: 로버트 제이. 디보; 토마스 엠. 클로센; 그레그 디. 달케; 클레이톤 에이. 죠지; 네이멀 카림; 크레이그 에이. 마스마
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2001-05-25
Also published as: CN1139461C; US6258138B1; US6359027B1; BR9910108A; DE69922945D1; CN1308570A; JP2002513684A; US6372336B1; WO1999056913A1; CA2330853A1; EP1075354B1; EP1075354A1; DE69922945T2; US6077601A

Abstract

본 발명은 백킹, 백킹상의 제1 결합제 및 제1 결합제내의 다수의 연마 입자를 포함하는 연마용품에 관한 것이다. 제1 결합제 전구체는 에폭시 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 및 가교결합된 메이크 코팅을 제공하도록 경화되는 에폭시 수지의 가교결합용 경화제를 포함하는 에너지 경화성, 바람직하기로는 용융가공성 수지 조성물이다. 본 발명의 결합제 전구체는 올레핀 단량체의 단독중합 및 공중합이 없는 것이 바람직하다. 또다른 측면에 있어서, 본 발명은 또한 에폭시 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 다관능성 아크릴레이트 성분 및 가교결합된 메이크 코팅을 제공하도록 경화되는 에폭시 수지의 가교결합용 경화제를 함유하는 에너지 경화성 제1 결합제 전구체를 기재하고 있다. 본 발명은 또한 그러한 연마용품 및 표면 처리된 백킹 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

코팅된 연마용품{Coated Abrasive Article}

본 발명은 코팅된 연마용품, 더욱 구체적으로는 에폭시 수지 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 또는 에폭시 수지 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 아크릴레이트를 함유하는 에너지 경화성 조성물을 포함하는 코팅된 연마용품에 관한 것이다.

코팅된 연마재는 일반적으로 결합제가 연마 입자 코팅을 지지하고 있는 가요성 백킹을 포함한다. 연마 입자는 전형적으로 메이크 코트로 불리는 제1 결합제에 의해 백킹에 고정되어 있다. 또한, 연마 입자는 일반적으로 최장 길이가 백킹에 수직하도록 배향되어 최적의 절삭율을 제공한다. 통상 사이즈 코트(size coat)로 불리는 제2 결합제가 메이크 코트 및 연마입자 상에 도포되어 입자를 백킹에 고정시킨다.

다공성 천, 직물 및 텍스타일 재료가 코팅 연마용품용 백킹으로서 종종 사용된다. 대개 메이크 코트 전구체를 저점도 물질로 백킹에 도포한다. 이 상태에서는, 메이크 코트 전구체가 다공성 백킹의 틈새로 스며들어 코팅 두께를 충분히 보장하지 못하기 때문에 뒤이어 도포되는 연마 입자를 백킹에 결합시키기 어렵고, 경화시에 백킹이 뻣뻣하고, 단단하고, 부서지기 쉽게된다. 그 결과, 프리사이즈(presize), 포화제 코트, 백사이즈(back size) 또는 서브사이즈(subsize) 코트 등의 1종 이상의 처리 코트를 사용하여 다공성 백킹을 밀봉하는 것이 통상적으로 되었다.

프리사이즈, 포화제 코트, 백사이즈 및 서브사이즈 코트는 전형적으로 페놀계 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 아크릴 격자, 격자, 우레탄 수지, 아교, 전분 및 이들의 조합물과 같은 열경화성 수지상 접착제를 포함한다. 포화제 코트는 천을 포화시키고, 기공을 채워 덜 다공성이고 뻣뻣한 보다 밀도가 큰 천을 형성한다. 밀도가 증가됨으로써 용품의 강도 및 내구성이 증가된다. 백킹의 전면에 도포되는 프리사이즈 코트는 천에 부피를 더할 수 있고, 후속 코팅들의 접착력을 개선할 수 있다. 백킹의 후면, 즉, 연마 과립이 도포되는 면의 대향면에 도포되는 백사이즈 코트는 백킹에 밀도를 더하고 천의 실들을 마모로부터 보호한다. 서브사이즈 코트는 예비 처리한 백킹에 도포되는 것을 제외하고는 포화제 코트와 유사하다. 이러한 프리사이즈, 포화제 코트, 백사이즈 및 서브사이즈 코트의 단점은 제작 비용과 제조의 복잡성을 증가시키는 부가 가공 단계(들)이 필연적이라는 것이다. 이와 유사하게, 종이 백킹을 메이크 접착제의 침투를 방지하고(거나) 방수성을 부여하기 위해 처리할 수 있다.

본 발명은

a) 전면 및 후면을 갖는 백킹;

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 2 내지 약 99 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 1 내지 약 98 중량%, 및

ⅲ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 성분들을 혼합하여 제조된 에너지 경화성 조성물인 제1 결합제 전구체로부터 형성되며, 상기 백킹의 전면상에 가교결합된 제1 결합제; 및

c) 상기 제1 결합제 중에 적어도 부분적으로 매립되어 있는 다수의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마용품을 제공한다.

상기 본 발명의 결합제 전구체 조성물은 융용 상태에서 균질하며, 탄화수소 폴리올레핀 수지를 함유하지 않는 것이 바람직하다. "탄화수소 폴리올레핀 수지"는 근본적으로 유기 관능기를 갖지 않으며, 올레핀 단량체(들)의 단독중합 및(또는) 공중합으로부터 제조된 완전 예비중합된 가교결합되지 않은 중합체 탄화수소를 가리킨다. 이러한 수지는 에폭시 수지와 상용성이지 않을 수 있으며, 상당한 정도의 에폭시 수지를 함유하는 조성물의 상을 분리할 수 있다. 이러한 수지의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌-코-폴리프로필렌), 폴리(프로필렌-코-1-부텐) 등이 있다.

또다른 측면에 있어서, 본 발명은

a) 전면 및 후면을 갖는 백킹;

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 2 내지 약 98 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 1 내지 약 90 중량%,

ⅲ) 다관능성 아크릴레이트 약 0.1 내지 약 20 중량%, 및

ⅳ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 혼합하여 제조된 에너지 경화성 조성물인 제1 결합제 전구체로부터 형성되며, 상기 백킹의 전면상에 가교결합된 제1 결합제; 및

c) 상기 제1 결합제에 적어도 부분적으로 매립되어 있는 다수의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마용품을 제공한다.

또다른 측면에 있어서, 본 발명은

a) 에폭시 수지;

b) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지;

c) 다관능성 아크릴레이트; 및

d) 유효량의 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 성분들을 혼합하여 제조된 에너지 경화성 조성물을 제공한다.

또다른 측면에 있어서, 본 발명은

a) 코팅된 연마용품에 사용하기에 적합한 백킹; 및

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 30 내지 약 95 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 5 내지 약 70 중량%, 및

ⅲ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성 조성물인 프리사이즈 결합제 전구체로부터 형성된, 백킹상에 가교결합된 프리사이즈층

을 포함하는, 코팅된 연마용품에 사용하기 위한 프리사이즈 백킹을 제공한다.

또다른 측면에 있어서, 본 발명은

a) 코팅된 연마용품에 사용하기에 적합한 백킹; 및

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 2 내지 약 98 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 1 내지 약 90 중량%, 및

ⅲ) 다관능성 아크릴레이트 성분 약 0.1 내지 약 20 중량%, 및

ⅳ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성 조성물인 프리사이즈 결합제 전구체로부터 형성된, 상이 백킹상에 가교결합된 프리사이즈층

또다른 측면에 있어서, 본 발명은

a) 전면 및 후면을 갖는 백킹을 제공하는 단계;

b) i) 에폭시 수지,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트, 및

ⅲ) 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성, 용융가공성 제1 결합제 전구체를 백킹의 전면상에 도포하는 단계;

c) 상기 제1 결합제 전구체를 에너지 원에 노출시켜 상기 제1 결합제 전구체의 경화를 적어도 부분적으로 개시시키는 단계;

d) 상기 제1 결합제에 다수의 연마 입자를 적어도 부분적으로 매립시키는 단계; 및

e) 상기 제1 결합제 전구체를 충분히 경화시켜 그안에 적어도 부분적으로 매립되어 있는 다수의 연마 입자와 가교결합된 코팅을 형성시키는 단계

를 포함하는 코팅된 연마용품의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 결합제 전구체는 용융가공성인 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 "고온 용융"은 실온(약 20 내지 22℃)에서는 고체이지만, 가열시 코팅된 연마용품 백킹에 쉽게 도포될 수 있는 점성 액체로 용융되는 조성물을 가리킨다. "용융 가공성" 조성물은 예를 들어, 열 및(또는) 압력에 의해 용융되어 고체에서 점성 액체 (이 때, 코팅 연마용품 백킹에 쉽게 도포될 수 있음)로 변형될 수 있는 조성물을 가리킨다. 고온 용융 및 용융 가공성 수지 조성물 모두 백킹에 전사 코팅된 고체 필름형일 수 있다. 본 발명의 고온 용융 조성물은 무용매계(즉, 고체 상태에 1% 미만의 용매를 가짐)로 배합될 수 있는 것이 바람직하다.

그러나, 필요하다면, 용매 또는 다른 휘발성 물질을 결합제 전구체에 혼입하는 것이 가능할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "감압성 접착제"는 연마 입자가 도포되는 시점에서 감압성 접착제 특성을 보이는 고온 용융 조성물을 가리킨다. "감압성 접착제 특성"이라 함은 조성물이 백킹에 도포된 직후, 아직 따뜻할 때와, 몇몇 경우에는 실온으로 냉각시킨 후에도 접착성을 띠는 것을 의미한다. "EVA"라 함은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 의미하고, "에폭시"라 함은 에폭시드 함유 물질 또는 에폭시 수지를 의미한다.

본 발명의 추가의 실시양태에 있어서, 사이즈 코트, 즉 제2 결합제는 메이크 코트 및 연마 입자 위에 도포하여 백킹에 대한 연마 입자의 접착력을 강화할 수 있다. 또한, 사이즈 코트 위에 수퍼사이즈(supersize) 코트, 즉, 제3 결합제가 사용될 수 있다.

메이크 코트 전구체 또는 결합제 전구체는 코팅 전에 고체 형태일 수 있고, 액상 용액 또는 고온 용융물로서 코팅할 수 있다.

또한, 본 발명은 바람직하기로는 천 섬유를 보호하고(거나) 다공성 천 재료를 밀봉하는, 예를 들어, 포화제 코트, 프리사이즈 코트, 백사이즈 코트 또는 서브사이즈 코트로서 기능하는 다공성 천 재료를 위한 백킹 처리 코팅으로서의 에너지 경화성 고온 용융 감압성 제1 결합제의 용도에 관한 것이다. 결합제 전구체는 액화되는 경우, 사이즈 코트로서 코팅될 수 있다. 바람직하기로는, 백킹의 코팅가능한 면에 도포되는 임의의 백킹 처리, 예를 들어, 프리사이즈의 경화성면에 도포되는 임의의 백킹 처리는 전구체 및 연마 입자가 백킹의 처리될 표면에 도포되기 전에 경화되거나, 또는 가교결합된다. 백킹상의 경화된 코팅 또는 처리물은 실질적으로 연마 입자가 없는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 결합제 전구체는 일반적으로 보다 긴 개방 시간(open time), 보다 양호한 필름 성형 특성(보다 낮은 수준에서 제조 가능케 함) 및 폴리에스테르 용융 가공성 메이크 수지 보다 비용이 덜 든다. 본 발명의 결합제 전구체는 또한 비경화 상태에서 고도의 점착성을 가지며, 경화중의 조절된 유동성, 및 접착력 및 응집강도를 비롯한 경화 상태의 바람직한 물리적 특성을 가진다.

도 1은 본 발명의 실시 양태에 따른 코팅된 연마용품의 한 구획의 확대 단면도이다.

도면을 살펴보면, 도 1은 백킹 (12)와 여기에 결합된 연마층 (14)을 포함하는 본 발명에 따른 코팅 연마용품 (10)을 예시한다.

백킹 (12)는 통상적인 밀봉된 코팅 연마재 백킹 또는 다공성의 밀봉되지 않은 백킹일 수 있다. 백킹 (12)는 천, 가황섬유, 종이, 부직포, 섬유상 강화 열가소성 백킹, 후크대를 갖는 기판, 루프 직물, 금속 박판, 메쉬, 발포체 백킹 및 이들의 적층된 다층 복합물을 포함할 수 있다.

천 백킹은 처리되지 않았거나, 포화되었거나, 프리사이징되었거나, 백사이징되었거나, 다공성이거나, 밀봉되었을 수 있고, 직조되었거나 스티치 결합되었을 수 있다. 천 백킹은 면, 폴리에스테르, 레이온, 실크, 나일론 또는 이들의 블렌드의 섬유 또는 실을 포함할 수 있다. 천 백킹은 본 명세서에 백킹된 상이한 백킹 재료와의 적층물로서 제공될 수 있다.

종이 백킹도 포화되었거나, 베리어 코팅하거나, 프리사이징되었거나, 백사이징되었거나, 처리되지 않았거나, 섬유 강화되었을 수 있다. 종이 백킹은 또한 상이한 유형의 백킹 재료와의 적층물로서 제공될 수 있다. 부직포 백킹은 본 명세서에 언급된 상이한 백킹 재료에 대한 스크림 및 적층물을 포함한다. 부직포는 셀룰로오즈성 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 블렌드로 형성될 수 있다. 백킹은 또한 단독으로 사용되거나 부직포가 합체된 스템 웹 또는 상이한 유형의 백킹과의 적층물일 수 있다.

루프 직물 백킹은 브러쉬드 나일론, 브러쉬드 폴리에스테르, 폴리에스테르 스티치드 루프 및 여러 가지 유형의 백킹 물질에 적층된 루프 재료일 수 있다. 발포체 백킹은 천연 수폰지 재료 또는 폴리우레탄 발포체를 등 일 수 있다.

발포체 백킹은 또한 상이한 유형의 백킹 재료로서 적층될 수 있다. 메쉬 백킹은 중합체 또는 금속의 성기게 직조된 스크림으로 제조될 수 있다. 추가로, 백킹은 미국 특허 제 5, 573,619호, 동 제 5,609,706호 및 동 제 5,681,612호에 개시된 이음매가 없는 벨트 또는 미국 특허 제 5,417,726호에 개시된 강화 열가소성 백킹일 수 있다.

연마층 (14)는 제1 결합제 또는 메이크 코트 (18)에 의해 백킹 (12)의 주면에 결합된 다수의 연마 입자 (16)를 포함한다. 제2 결합제 또는 사이즈 코트 (20)은 연마 입자와 연마 입자를 보강하는 메이크 코트 위에 도포된다. 연마 입자의 크기는 전형적으로 약 0.1 내지 1500 미크론 (㎛), 더욱 바람직하게는 약 1 내지 1300 ㎛이다. 유용한 연마 입자의 예로는 알루미늄 옥사이드, 세라믹 알루미늄 옥사이드 (1종 이상의 금속 산화물 변성제 및(또는) 시드제 또는 핵형성제를 포함할 수 있음) 및 열처리된 알루미늄 옥사이드와 같은 융합 알루미늄 옥사이드 백킹 물질, 탄화규소, 공융합된 알루미나-지르코니아, 다이아몬드, 세리아, 이붕소화티타늄, 입방체 질소화붕소, 탄화붕소, 석류석 및 이들의 블렌드가 있다. 연마 입자로는 또한 미국 특허 제 4,652,275호 및 동 제 4,799,939호에 개시된 것과 같은 연마제 응집체가 있다.

제1 결합제는 제1 결합제 전구체로부터 형성된다. "전구체"라 함은 경화되지 않고 가교결합되지 않은 결합제를 의미한다. "가교결합된"이라 함은 화학 결합(즉, 상호 사슬 결합)을 통해 서로 연결되어 3차원의 분자 네트웍을 형성하는 중합체 구간을 갖는 물질을 의미한다. 따라서, 제1 결합제 전구체는 경화되지 않은 상태로 백킹에 도포된다. 일반적으로, 제1 결합제는 경화되거나 가교결합된 열경화성 중합체를 포함한다. 이러한 용도로서, "경화된" 및 "중합된"을 상호교환적으로 사용할 수 있다. 그러나, 적합한 가공 조건 및 촉매가 제공된 경우에는, 제1 결합제 전구체는 가교결합하여 열경화성 결합제를 형성할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 제1 결합제 전구체는 복사, 예를 들어, 화학선, 전자빔 복사, 및(또는) 열 복사에 노출시킬 때 가교결합할 수 있다 (즉, 경화될 수 있다)는 점에서 "에너지 경화성"이다.

추가로, 적합한 가공 조건 하에서, 제1 결합제 전구체는 고온 용융 감압성 접착제이다. 예를 들어, 화학 특성에 따라, 실온에서 제1 결합제 전구체는 고체일 수 있다. 예를 들어, 제1 결합제 전구체는 백킹에 전사 코팅되는 고체 필름일 수 있다. 고온으로 가열하면, 제1 결합제 전구체는 유동가능하고, 고온 용융 감압성 접착제의 점착성을 증가시킬 수 있다. 이와 달리, 예를 들어, 수지가 용매 백킹인 경우, 제1 결합제 전구체는 실온에서 액체일 수 있다.

본 발명의 한 실시 양태에서, 본 발명의 코팅된 연마용품의 메이크 코트 배합물에 유용한 제1 결합제는 에너지에 노출될 때 경화되어 공유적으로 가교결합된 열경화 메이크 코트를 제공하는 고온 용융 감압성 접착제 조성물을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 결합제 전구체는 고온 용융 조성물로 도포할 수 있기 때문에, 적합한 가공 조건이 제공되면, 백킹에 쉽게 침투하여 백킹의 고유한 유연성 및 가요성을 손상시키지 않는다. 그 결과, 본 명세서에 개시된 결합제 전구체는 다공성 천, 직물 또는 덱스타일 백킹과 함께 사용할 때 특히 유리하다. 그러나, 제1 결합제 전구체는 백킹에 대한 우수한 접착력을 제공하기 위해 어느 정도 까지는 백킹 내로 스며들 것이다. 침투 정도는 특정 화학 특성 및 가공 조건에 부분적으로 좌우되며, 조절할 수 있다.

본 명세서에서 백킹과 관련하여 사용되는 "다공성"은 표면에 연마층, 메이크 코트, 접착층, 실런트, 포화제 코트, 프리사이즈 코트, 백사이즈 코트 등을 갖지 않고, 굴레이 투과성 시험기(Gurley Permeometer, 미국 뉴욕주 트로이 소재의 Teledyne Gurley, Inc.로부터 시판됨)를 사용하여 Federal Test Method Std. No. 191, Method 5452 (1968년 12월 31일 발간)에 따라 (카스웰 (E. R. Kaswell)의 Wellington Sears Handbook of Industrial Textiles (1963판, 575 p)에 언급된 바와 같이) 측정할 때 굴레이 다공도가 50초 미만으로 나타나는 백킹을 의미한다. 현재 알려진 코팅된 연마용품의 직물 백킹은 통상적으로 직물 섬유를 보호하고 백킹을 밀봉하기 위해 포화제 코트, 프리사이즈 코트, 백사이즈 코트 또는 서브사이즈 코트와 같은 특별한 처리를 요한다. 본 발명의 백킹은 이러한 처리를 하지 않을 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 백킹은 상기 처리 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 백킹의 유형 및 백킹 처리는 부분적으로 의도하는 용도에 맞는 바람직한 특성에 좌우된다. 본 발명의 고온 용융 메이크 코트는 이러한 처리를 제공할 수 있다.

고온 용융 메이크 코트의 감압성 접착제 성질이 메이크 코트가 경화될 때까지 연마 입자를 메이크 코트에 부착시킬 수 있게 한다. 가교결합된 열경화 메이크 코트는 점성을 갖지만, 가요성이고, 백킹에 적극적으로 접착된다.

본 발명에 유용한 결합제 전구체는 경화 메이크 코트는 메이크 코트의 강성 및 내구성에 기여하는 에폭시 수지, 비경화 메이크 코트에 감압성 접착제 특성을 부여하며, 바람직하기로는 에틸렌 비넬 아세테이트 공중합체(EVA)를 주성분으로 하는 열가소성 성분 및 메이크 코트 배합물의 에폭시 부분을 위한 촉매를 포함한다. 임의로, 본 발명의 고온 용융 메이크 코트는 또한 메이크 코트의 경화 속도 및(또는) 강성도를 조절하는 히드록실 함유 물질, 점착화제, 충전제 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 결합제는 수지의 총함량을 기준하여 에폭시 수지 약 45 내지 약 95 중량% 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 약 5 내지 약 55 중량%를 함유한다. 더욱 바람직한 결합제 전구체는 수지의 총함량을 기준하여 에폭시 수지 약 70 내지 약 95 중량%, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 약 5 내지 약 30 중량% 를 함유하며, 히드록실 함유 물질을 포함하지 않는다.

본 발명의 다른 바람직한 결합제 전구체는 수지의 총함량을 기준하여 에폭시 수지 약 50 내지 약 94 중량%, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 약 5 내지 약 50 중량% 및 다관능성 아트릴레이트 성분 약 0.1 내지 약 15 중량%를 함유한다. 본 발명의 더욱 바람직한 다른 결합제 전구체는 수지의 총함량을 기준하여 에폭시 수지 약 70 내지 약 92 중량%, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 약 5 내지 약 30 중량% 및 다관능성 아크릴레이트 성분 약 3 내지 약 15 중량%를 함유한다. "수지의 총함량"은 에폭시 수지, EVA 공중합체와, 존재한다면 폴리아크릴레이트 함량의 총계를 의미한다.

에폭시 수지

본 발명의 접착제 조성물에 유용한 에폭시 수지는 개환 반응에 의해 중합가능한 하기 옥시란 고리 1개 이상을 갖는 임의의 유기 화합물이다.

넓게 에폭시드로 불리는 이러한 물질에는 단량체 및 중합체 에폭시드 모두가 포함되며, 지방족, 지환족, 헤테로고리, 환지족 또는 방향족 화합물 및 이들의 배합물일 수 있다. 이들은 액체 또는 고체 또는 이들의 블렌드일 수 있으며, 블렌드가 접착성 접착 필름을 제공하는데 유용하다. 이들 물질은 일반적으로 평균하여, 분자 당 2개 이상의 에폭시기(바람직하게는 분자당 2개 보다 많은 에폭시기)를 가지며, 이들은 "폴리에폭시드로도 불린다. 중합체 에폭시드로는 말단 에폭시기를 갖는 선형 중합체(예를 들어, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜 에테르), 주쇄 옥시란 단위를 갖는 중합체(예를 들어, 폴리부타디엔 폴리에폭시드) 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체(예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)가 있다. 에폭시 수지의 분자량은 약 74 내지 약 100,000 이상에 걸쳐 다양할 수 있다. 다양한 에폭시 수지의 혼합물을 또한 본 발명의 고온 용융 조성물에 사용할 수 있다. 분자 당 에폭시기의 "평균" 수는 존재하는 총 에폭시 몰수로 에폭시 수지 중의 에폭시기의 수를 나눈 값으로 정의된다.

유용한 에폭시 수지는 에폭시시클로헥산카르복실레이트와 같은 시클로헥센 옥사이드기를 함유하는 것이 포함되며, 대표적으로, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 3,4-에폭시-2-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-2-메틸시클로헥산 카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트가 있다. 이러한 성질의 유용한 에폭시드에 대해 미국 특허 제 3,117,099호에 상세히 기재되어 있다.

본 발명을 실행함에 있어서 특히 유용한 또다른 에폭시 수지로는 하기 화학식의 글리시딜 에테르 단량체가 있다.

식중, R'은 지방족 화합물(예를 들어, 알킬), 방향족 화합물9예를 들어, 아릴) 또는 이들의 조합이고, n은 1 내지 6의 정수이다. 예로는 다가 페놀을 에피클로로히드린과 같은 클로로히드린 과량과 반응시켜 얻는 다가 페놀의 글리시딜 에테르, 예를 들어, 2,2-비스-(4-히드록시페닐) 프로판(비스페놀 A)의 디글리시딜 에테르가 있다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 이러한 유형의 에폭시드의 예로 미국 특허 제 3,018,262호에 기재된 것이 있다. 바람직한 에폭시 수지로는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르가 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 많은 시판중인 에폭시 수지가 있다. 특히, 쉽게 구입가능한 에폭시드로는 옥타데실렌 옥사이드, 에피클로로히드린, 스티렌 옥사이드, 비닐 시클로헥센 옥사이드, 글리시돌, 글리시딜메타크릴레이트, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(예를 들어, Shell Chemical Co.의 "EPON 828", "EPON 1004" 및 "EPON 1001F" 및 Dow Chemical Co.의 "DER-332" 및 "DER-334"), 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르(예를 들어, Ciba-Geigy의 "ARALDITE GY281"), 비닐시클로헥센 디옥사이드(예를 들어, Union Carbide Corp.의 "ERL-4234"), 3,4-에폭시시클로헥실-메틸-3,4-에폭시시클로헥센카르복실레이트(예를 들어, Union Carbide Corp.의 "ERL-4221"), 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타디옥산 (예를 들어, Union Carbide Corp.의 "ERL-4234"), 비스(3,4-에폭시-시클로헥실)아디페이트(예를 들어, Union Carbide Corp.의 "ERL-4299"), 디펜텐 디옥사이드 (예를 들어, Union Carbide Corp.의 "ERL-4269"), 에폭시드화 폴리부타디엔 (예를 들어, FMC Corp.의 "OXIRON 2001"), 에폭시 관능성을 함유한 실리콘 수지, 에폭시 실란, 예를 들어, 베타-3,4-에폭시시클로헥실에틸트리-메톡시 실란 및 감마-글리시독시프로필트리메톡시 실란(Union Carbide Corp.에서 시판), 방염 에폭시 수지(예를 들어, Dow Chemical Co.의 브롬화 비스페놀형 에폭시 수지, "DER-542"), 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르(예를 들어, Ciba-Geigy의 "ARALDITE RD-2"), 수소화 비스페놀 A-에피클로로히드린 기재 에폭시 수지(예를 들어, Shell Chemical Co. 의 "EPONEX 1510"), 페놀포름알데하이드 노볼락의 폴리글리시딜(Dow Chemical Co.의 "DEN-431" 및 "DEN-438")이 있다.

본 발명의 결합제 전구체 및 메이크 수지중의 열가소성 성분은 주로 1종 이상의 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA") 공중합체는 잘 공지되어 있으며, 당업계에 공지된 비닐 아세테이트 및 에틸렌의 고압 공중합에 의해 제조될 수 있다. 유용한 EVA 공중합체로는 공중합체중 비닐 아세테이트 잔기 함량이 약 30 중량% 이상, 일반적으로는 약 40 중량% 이상, 바람직하기로는 약 50 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하기로는 약 60 중량% 이상인 것들이 있다. 또한, 유용한 EVA 공중합체로는 공중합체중 비닐 아세테이트 함량이 약 20 내지 약 90 중량% 범위, 바람직하기로는 약 40 내지 약 95 중량% 범위, 더욱 바람직하기로는 약 50 내지 약 90 중량% 범위, 훨씬 더 바람직하기로는 약 60 내지 약 80 중량% 범위인 것들이 있다.

많은 EVA 공중합체의 시판 제품이 있으며, 그 예로는 상표명 "ELVAX"(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재 E.I.Du Pont de Nemours and Co.), LEVAPREN(미국 펜실바니아주 피츠버그 소재 Bayer Co.) 및 AT Plastics, Inc.(캐나다 온타리오 소재)의 제품이 있다.

비제한적으로, 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 시판 제품으로는 AT Plastics 3325M EVA 공중합체(비닐 아세테이트 33 중량%); ELVAX(상표명) 40W 및 LEVAPREN(상표명) 400(비닐 아세테이트 40 중량%); LEVAPREN(상표명) 500HV(비닐 아세테이트 50 중량%); LEVAPREN(상표명) 600HV(비닐 아세테이트 60 중량%); 및 LEVAPREN(상표명) 700HV(비닐 아세테이트 70 중량%)가 있다.

에폭시 수지 및 EVA를 함유하는 본 발명의 결합제 전구체 조성물을 형성하는데 사용되는 성분은 용융 상태에서 "상용성"이어야 한다. "상용성"이라 함은 적어도 에폭시 수지와 열가소성 성분의 용융 혼합물이 단일상, 즉 개별 성분들사이에서 두드러진 정도로 상이 분리되지 않고, 용융 성분들의 균질한 혼합물을 이루는 것을 의미한다. 물론, 당업자들은 과도한 실험없이 균질한 본 발명의 조성물이 형성되도록 본 발명의 조성물중의 에폭시 수지, EVA 공중합체 및 그에 함유된 비닐 아세테이트 함량 및 촉매의 농도를 쉽게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 당업자들은 일반적으로 비경화 조성물중 에폭시 수지의 농도가 단일상 조성물을 용융 상태로 유지되도록 EVA 공중합체의 비닐 아세테이트 농도를 증가시킨다.

또한, 에폭시 수지 및 에폭시 수지를 함유하는 경화 결합제의 특정 물성은 상술한 성분들의 비율을 조절하여 특정 적용 분야에 적합하도록 맞출 수 있다. 일반적으로, 고에너지 표면에 대한 점성 및 접착력의 증가 및 경화도중 유동성의 감소는 제제중 EVA 공중합체의 상대적 양을 증가시켜 달성한다. 추가로, 조성물의 점성은 액체 에폭시 수지에 의한 EVA 공중합체의 가소화 정도에 의해 영항받을 수 있다. 따라서, 상기 성분들의 상대적 양은 최종 생성물중의 목적하는 특성에 따라 다르다.

본 발명의 결합제 조성물의 실시양태중 "다관능성 촉매"라 함은 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산의 반응 생성물인 에스테르 화합물을 의미한다. 지방족 폴리히드록시 화합물로는 (폴리)일킬렌 폴리올 및 (폴리)글리세롤 등의 화합물이 있다.

(메트)아크릴산은 불포화 카르복실산으로서, 그 예는 하기 화학식으로 표시되는 것이다.

식중, R은 수소 원자 또는 메틸기이다.

다관능성 아크릴레이트는 단량체 또는 올리고머일 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, "단량체"는 동일하거나 또는 상이한 다른 단량체와 화학 결합을 형성하여 장쇄(중합체 사슬 또는 거대 분자)가 형성할 수 있는 고유 능력을 가진 작은(저분자량) 분자를 의미한다. 본 명세서에서, "올리고머"라 함은 동일하거나 또는 상이한 다른 올리고머와 화학 결합을 형성하여 더 긴 중합체 사슬을 형성할 수 있는 고유 능력을 가진, 2 내지 10개 반복 단위를 갖는 중합체 분자(예를 들어, 이량체, 삼량체, 사량체 등)를 의미한다. 단량체와 올리고머의 혼합물을 또한 다관능성 아크릴레이트 성분으로 사용할 수 있다. 다관능성 아크릴레이트 성분은 단량체인 것이 바람직하다.

대표적인 다관능성 아크릴레이트 단량체로는 예를 들어, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트 및 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트가 포함되며, 이에 제한되지 않는다. 위와 같은 여러 유형의 다관능성 아크릴레이트의 혼합물 및 배합물을 또한 사용할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다.

시판중인 유용한 다관능성 아크릴레이트로는 상표명 "SR351"의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 상표명 "SR454"의 에폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 상표명 "SR295"의 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 상표명 "SR247"의 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트가 있으며, 상기는 모두 Sartomer Co.(미국 펜실베니아주 엑스톤 소재)로부터 구입가능하다.

다관능성 아크릴레이트 단량체는 각각의 단량체 상에 유효한 다관능성으로 인해 망 조직으로 신속하게 경화된다. 아크릴레이트 관능성 1개 만이 존재하는 경우, 경화시 망조직이 아닌 선형 분자가 생성될 것이다. 원하는 중합체 망조직 형성을 장려하고 촉진하기 위해 2개 이상의 관능성을 갖는 다관능성 아크릴레이트가 본 발명에서는 바람직하다.

유용한 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 상표명 "SR259"의 폴리에틸렌 글리콜 200 디아크릴레이트 및 상표명 "SR344"의 폴리에틸렌 글리콜 400 디아크릴레이트 (상기 모두 Sartomer Co.에서 시판됨)와 같은 시판 중인 폴리에테르 올리고머가 있다.

다른 올리고머로는 에폭시 수지의 디아크릴화 에스테르, 예를 들어, 비스페놀 A 에폭시 수지의 디아크릴화 에스테르와 같은 아크릴화 에폭시를 포함한다. 시판 중인 아크릴화 에폭시의 예로는 유씨비 케미칼 코포레이션(미국 조지아주 시미라 소재, UCB Chemicals Corp.)로부터 상표명 "EBERCRYL 3500", "EBERCRYL 3600" 및 "EBERCRYL 3700"으로 구입가능한 에폭시가 있다.

일반적으로, 결합제 전구체 조성물중에 사용되는 다관능성 아크릴레이트의 최적량은 아크릴레이트 당량에 비례하고 아크릴레이트 관능가에 반비례한다.

다관능성 아크릴레이트도 포함하는 에폭시 및 폴리에스테르 기재 메이크 코트 조성물은 또한 UV 복사에 노출시킨 후의 점도가 더 높다. 이러한 특징은 연마 입자의 습윤도 및 배위도 조절을 가능하게 하는 에폭시 경화 및 수지 유동의 상대 속도를 미세하게 조정할 수 있도록 한다. 일반적인 배합 기준으로, 너무 적은 다관능성 아크릴레이트를 가지면, 수지가 너무 쉽게 유동하여 연마 입자를 적심으로써 연마 입자가 특히 두꺼운 코팅물의 경우 코팅 표면 아래에 매립된다.

너무 많은 다관능성 아크릴레이트를 가지면, 에폭시 성분이 완전히 경화되기 전에 수지가 연마 입자를 충분히 적실 만큼 유동할 수 없다. 이러한 경우, 비경화 메이크 코트 수지가 실온에서 과다한 점착성을 갖더라도, 후 조사된 수지의 유동에 의해 습윤화가 방해되기 때문에 연마 입자 접착력이 불량하다. 한편, 폴리에스테르 성분 및 다관능성 아크릴레이트 성분에 대한 에폭시 수지의 양이 증가하면 뻣뻣한 메이크 코트가 결과될 수 있다. 따라서, 이들 3개 성분의 상대적인 양은 최종 메이크 코트에 요구되는 특성에 따라 조화시킨다.

본 발명의 촉매는 바람직하기로는, 광화학 수단, 예를 들어 화학선 복사(전자기 스펙트럼의 자외선 또는 가시선 영역의 파장을 갖는 광선)에 의해 활성화될 수 있다. 유용한 광촉매는 미국 특허 제5,709,948호에 기재된 오늄염 및 양이온성 유기 금속염 2 종이다. 유용한 하기 식의 방향족 요오도늄 착체염이다.

식중,

Ar¹및 Ar²는 동일하거나 상이할 수 있으며, 페닐, 티에닐, 푸라닐 및 피라졸릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고,

Z는 산소, 황, 질소, 탄소-탄소 결합,

[식중,

R은 아릴(탄소 원자수가 6 내지 약 20이며, 예를 들어 페닐임) 또는 아실(탄소 원자수가 2 내지 약 20이며, 예를 들어 아세틸 또는 벤조일임) 및(식중, R₁및 R₂는 수소, 탄소 원자수 1 내지 약 4의 알킬 라디칼, 및 탄소 원자수 2 내지 약 4의 알케닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택됨)일 수 있음]로 이루어진 군으로부터 선택되고,

m은 0 또는 1이고,

X는 화학식 DQ_n(여기서, 주기율표의 D는 IB족 내지 Ⅷ족에서의 금속 또는 ⅢA족 내지 ⅤA족에서의 메탈로이드형(Chemical Abstracts Version)임)이고, Q는 할로겐 원자이고, n은 1 내지 6의 정수임)이다. 금속은 구리, 아연, 티타늄, 바나듐, 크로뮴, 마그네슘, 망간, 철, 코발트 또는 니켈이 바람직하고, 메탈로이드는 보론, 알루미늄, 안티몬, 주석, 비소 및 인이 바람직하다. 할로겐 Q는 염소 또는 불소가 바람직하다. 적합한 음이온의 예는 BF₄ ^-, PF₆ ^-, FeCl₄ ^-, SnCl₅ ^-, AsF₆ ^-, SbF₅OH^-, SbCl₆ ^-, SbF₅ ^-2, AlF₅ ^-2, GaCl₄ ^-, InF₄ ^-, TiF₆ ^-2, ZrF₆ ^-2, CF₃SO₃ ^-등이다. 바람직하기로는, 음이온은 BF₄ ^-, PF₆ ^-, SbF₅ ^-, AsF₆ ^-및 SbF₅OH^-이다. 더욱 바람직하기로는, 음이온은 SbF₆ ^-, AsF₆ ^-및 SbF₅OH^-이다.

Ar₁및 Ar₂방향족기는 임의로는 하나 이상의 융합된 벤조 고리(예를 들어, 나프틸, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐 등)를 포함할 수 있다. 또한, 방향족기는 필요에 따라 비-염기성기가 에폭시드 및 히드록실 관능기와 비반응성이라면 하나 이상의 비염기성기로 치환될 수 있다.

유용한 방향족 요오도늄 착체는 미국 특허 제4,256,828호에 더 상세히 기재되어 있다. 바람직한 방향족 요오도늄 착체염은 (Ar)₂IPF₆및 (Ar)₂ISbF₆이다.

본 발명에 사용하기에 유용한 방향족 요오도늄 착체염은 스펙트럼의 자외선 영역에서만 감광성이다. 그러나, 이들은 공지된 광분해성 유기 할로겐 화합물용 감광제에 의해 스펙트럼의 자외선 영역 및 가시선 영역으로 감광화시킬 수 있다. 감광제의 예로는 미국 특허 제4,240,053호에 기재된 방향족 아민 및 착색된 방향족 다환식 탄화수소가 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 방향족 술포늄 착체염 개시제는 하기 화학식의 화합물이다.

식중, R₃, R₄및 R₅는 동일하거나 상이할 수 있되, 단 이들 기중 적어도 하나는 방향족기이고, Z, m 및 X는 모두 요오도늄 착체염에 대해 상기 정의된 바와 같다. 상기 R₃, R₄및 R₅는 탄소 원자수 4 내지 약 20의 방향족 잔기(예를 들어, 치환되거나 비치환된 페닐, 티에닐 및 푸라닐) 및 탄소 원자수 1 내지 약 20의 알킬 라디칼이다. "알킬"로는 치환된 알킬 라디칼(예를 들어, 할로겐, 히드록시, 알콕시 및 아릴 등의 치환체)이 있다. R₃, R₄및 R₅는 각각 방향족기인 것이 바람직하다.

R₃, R₄및 R₅가 방향족기인 경우, 임의로는 하나 이상의 융합된 벤조 고리(예를 들어, 나프틸, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐 등)를 가질 수 있다. 또한, 방향족기는 비염기성기가 근본적으로 에폭시드 및 히드록실 관능기와 비반응성이라면 필요에 따라 하나 이상의 비염기성 기로 치환될 수 있다.

트리페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트 및 p-(페닐)(티오페닐)디페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트 등의 트리아릴로 치환된 염은 바람직한 술포늄염이다. 유용한 술포늄염은 미국 특허 제 5,256,828호에 더 자세히 기재되어 있다.

본 발명에 사용하기에 유용한 방향족 술포늄 착체염은 스펙트럼의 자외선 영역에서만 감광성이다. 그러나, 이들은 미국 특허 제 4,256,828 및 동 제 4,250,053호에 기재된 감광제의 선택성기에 의해 스펙트럼의 자외선 및 가시선 영역 부근으로 감광화될 수 있다.

본 발명에 유용한 적합한 광활성 유기금속 착체염으로는 미국 특허 제 5,059,701호 및 동 제 5,252,694호에 기재된 것들이 있다. 이러한 유기금속 양이온은 하기 화학식으로 표시된다.

식중,

M^m은 주기율표 ⅣB, ⅤB, ⅥB, Ⅶ 및 Ⅷ의 원소이며, 바람직하기로는 Cr, Mo, Mn, Re, Fe 및 Co를 나타내고,

L¹은 치환되거나 비치환된 알리시클릭 및 시클릭 비치환 화합물, 및 치환되거나 비치환된 카르보시클릭 방향족 화합물 및 헤테로시클릭 방향족 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 동일하거나 상이할 수 있는 리간드로서 금속 원자 M의 최외곽 원자쉘에 2 내지 12의 π전자를 공여할 수 있는 π전자 공여 리간드가 전혀 없거나, 1 또는 2 개의 π전자 공여 리간드를 나타낸다. L¹은 치환되거나 비치환된 η³- 알릴, η⁵-시클로펜타디에닐, η⁷-시클로헵타트리에닐 화합물, 및 η⁶-벤젠 및 치환된 η⁶-벤젠 화합물(예를 들어, 크실렌) 및 2 내지 4 개의 융합 고리를 갖는 화합물(이들은 각각 금속 원자 M^m의 최외곽 원자쉘에 3 내지 8의 π전자를 공여할 수 있음)로 이루어진 군으로부터 선택된 η⁶-방향족 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고,

L²는 동일하거나 상이할 수 있으며, 일산화탄소, 니트로소늄, 트리페닐 포스핀, 트리페닐 스티빈, 및 인, 비소 및 안티몬의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 짝수의 π전자를 공여할 수 있는 1 내지 3 개의 리간드 또는 전혀 공여할 수 없는 리간드이되, 단 L¹및 L²에 의해 M^m에 공여되는 총 전자 전하는 순수 잔류 양전하 e를 착체에 유도할 수 있으며,

e는 착체 양이온의 잔류 전하이며, 1 또는 2의 정수이고,

X는 상기된 바와 같은 할로겐 함유 착체 음이온이다.

본 발명에서의 광활성화성 촉매로 유용한 유기금속 착체 양이온의 적합한 염의 예로는,

(η⁶-벤젠)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-,

(η⁶-톨루엔)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹AsF₆ ^-,

(η⁶-크실렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-,

(η⁶-쿠멘)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹PF₆ ^-,

(η⁶-크실렌)(혼합된 이성질체)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-,

(η⁶-크실렌)(혼합된 이성질체)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹PF₆ ^-,

(η⁶-o-크실렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹CF₃SO₃ ^-,

(η⁶-m-크실렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹BF₄ ^-,

(η⁶-메시틸렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-,

(η⁶-헥사메틸벤젠)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₅OH^-, 및

(η⁶-플루오렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-가 있다.

본 발명에 유용한 유기금속 착체 양이온의 바람직한 염으로는 (η⁶-크실렌)(혼합된 이성질체)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-, (η⁶-크실렌)(혼합된 이성질체)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹PF₆ ^-, (η⁶-크실렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-및 (η⁶-메시틸렌)(η⁵-시클로펜타디에닐)Fe⁺¹SbF₆ ^-가 있다.

시판되는 개시제로서 유용한 것으로는 FX-512(상표명)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재 Minnesota Mining and Manufacturing Company), CD-1010(상표명) 및 CD-1012(상표명)(미국 펜실바니아주 엑손 소재 Sartomer)방향족 술포늄 착체염, UVI(상표명-6974), 방향족 술포늄 착체염(미국 코넥티컷주 덴버리 소재 Union Carbide Corp.) 및 IRGACURE(상표명) 261, 양이온 유기금속 착체염(미국 뉴욕주 호써른 소재 Ciba Geigy Chemicals)이 있다.

바람직하기로는, 본 발명의 광촉매는 사용되는 경우 조성물중에 존재하는 수지의 총중량에 대하여 약 0.01 내지 약 10 중량%, 더욱 바람직하기로는 약 0.1 내지 약 5 중량%, 더욱 더 바람직하기로는 약 0.5 내지 약 2 중량%로 포함된다.

에폭시 수지의 경화를 위해 사용되는 촉매성 광개시제가 메탈로센 염 촉매인 경우, 선택 사양이긴 하지만, 미국 특허 제 5,436,063호에 기재된 바와 같은 3차 알콜의 옥살레이트 에스테르와 같은 가속화제와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 사용될 수 있는 옥살레이트 보조 촉매로는 미국 특허 제 5,252,694호에 기재된 것이 포함된다. 가속화제는 에폭시 수지, 다관능성 아크릴레이트 성분 및 폴리에스테르 성분의 합한 중량을 기준으로 메이크 코트의 약 0.1 내지 약 4 중량%를 구성하는 것이 바람직하다.

에폭시 수지용으로 바람직한 경화제가 양이온 광촉매이지만, 특정한 에폭시 수지용 열 활성화 경화제(예를 들어, 화학 반응을 하여 경화 및 가교결합을 함께 수행하는 화합물)가 본 발명에 유용하다. 그러한 경화제는 성분들의 혼합이 일어나는 실온에서 열적으로 안정한 것이 바람직하다.

적합한 열 경화제로는 지방족 및 방향족 1급 및 2급 아민, 예를 들어, 디(4-아미노페닐)술폰, 디(4-아미노페닐)에테르 및 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판; 지방족 및 방향족 3급 아민, 예를 들어, 디메틸암노프로필아민; 미국 특허 제4,684,678호에 기재된 바와 같은 플루오렌 디아민; 삼불화붕소 착체, 예를 들어, BF₃Et₂O 및 BF₃H₂NC₂H₄OH; 이미다졸, 예를 들어, 메틸이미다졸; 히드라진, 예를 들어, 아디포히드라진; 및 구아니딘, 예를 들어, 테트라메틸구아니딘 및 디시안디아미드(시아노구아니딘, 또한 통상 DoCy로 공지되어 있음)가 있다.

통상 시판되는 유용한 열 경화제로는 AMICURE(상표명)CG-1200, 디시안디아미드(미국 펜실바니아주 알렌타운 소재 Air Products and Chemicals) 및 CUREZOL(상표명)2MZ-AZINE, 2,4-디아미노-6(2'-메틸이미다졸릴-(1'))에틸-s-트리아진(Air Products and Chemicals)가 있다.

바람직하기로는, 본 발명의 열 경화제는 1종 이상의 열 경화성 촉매를 에폭시 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 성분과, 존재한다면 다관능성 아크릴레이트 성분의 합한 중량을 기준으로 약 1 내지 25 중량%, 더욱 바람직하기로는 약 2 내지 약 20 중량%, 더욱 더 바람직하기로는 약 3 내지 약 15 중량% 포함하는 것이 바람직하다.

자유 라디칼 경화성 다관능성 아크릴레이트 성분의 경우, 전자빔원이 자유 라디칼을 개시하고 발생시키는데 사용될 수 있음이 이해되어야 하지만 메이크 코트 전구체에 자유 라디칼 개시제를 첨가하는 것이 유용하다. 자유 라디칼 개시제는 수지상 성분의 총량을 기준으로 0.1 내지 3.0 중량%의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.

자외선에 노출될 때, 자유 라디칼 원을 발생시키는 유용한 개시제의 예로는 비제한적으로, 유기 퍼옥사이드, 아조 화합물, 퀴논, 벤조페논, 니트로조 화합물, 아실 할라이드, 히드라존, 메르캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 트리아실이미다졸, 아실포스핀 옥사이드, 비스이미다졸, 클로로알킬트리아진, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 티옥산톤, 및 아세토페논 유도체 및 이들의 혼합물이 있다.

가시선에 노출될 때 자유 라디칼 원을 발생시키는 광개시제의 예는 미국 특허 제 4,735,632호에 기재되어 있다. 자외선과 함께 사용되는 바람직한 자유 라디칼 발생 개시제는 상품명 "IRGACURE 651"(Ciba Specialty Chemocals)로부터 시판되고 있다.

열 에너지에 노출될 때 유리 라디칼원을 발생하는 유용한 열 개시제의 예로는 아조, 퍼록시드, 퍼술페이트 및 산화환원 개시제가 있다.

적합한 아조 개시제로는 비제한적으로 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴)(VAZO 33); 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드(VAZO 50); 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(VAZO 52); 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(VAZO 64); 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴(VAZO 67); 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴)(VAZO 88)(상기 화합물 모두 DuPont Chemicals에서 시판됨) 및 2,2'-아조비스(메틸 이소부티레이트)(V-601)(Wako Chemicals에서 시판됨)가 있다.

적합한 퍼록시드 개시제로는 비제한적으로 벤조일 퍼록시드, 아세틸 퍼록시드, 라우로일 퍼록시드, 데카노일 퍼록시드, 디세틸 퍼록시드카르보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼록시디카르보네이트(PERKDOX 16S, Akzo Chemicals, Inc에서 시판됨), 디(2-에틸헥실)페록시디카르보네이트, t-부틸퍼록시피발레이트{루퍼솔(Lupersol) 11, Atochem에서 시판됨)}, t-보틸퍼록시-2-에틸헥사노에이트{트리고녹스(Trigonox) 21-C50, Akzo Chemicals, Inc.에서 시판됨)} 및 디쿠밀 퍼록시드가 있다.

적합한 퍼술페이트 개시제로는 비제한적으로, 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄이 있다.

적합한 산화-환원 개시제로는 비제한적으로, 상기 퍼술페이트와 환원제(예를 들어, 메타아황산수소 나트륨 및 아황산수소 나트륨)와의 배합물; 유기 퍼록시다제 및 3급 아민을 기재로하는 시스템, 예를 들어, 벤조일 퍼록시드와 디메틸아닐린; 및 히드로퍼록시드 및 전이 금속을 기재로하는 시스템, 예를 들어, 쿠멘 히드로퍼록시드와 나프텐산 코발트가 있다.

다른 개시제로는 비제한적으로, 테트라페닐-1,1,2,2-에탄디올과 같은 피나콜이 있다.

바람직한 열적 유리 라디칼 개시제는 아조 화합물 및 퍼록시드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직한 것은 V-601, 루퍼솔 11 및 퍼카독스(Perkadox) 16S 및 이들의 혼합물이다.

개시제는 촉매적 유효양으로 존재하며, 그러한 양은 전형적으로 결합제 조성물의 100 중량부를 기준하여 약 0.01 부 내지 5 부 범위, 더욱 바람직하기로는 약 0.025 부 내지 2 부 범위이다. 개시제의 혼합물이 사용되는 경우, 개시제 혼합물의 총양은 단일 개시제가 사용되는 경우와 같다.

임의로는, 본 발명의 결합제 전구체는 추가로 열가소성 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 유용한 폴리에스테르 성분은 비정질 또는 반결정질의 히드록실 말단 물질과 카르복실 말단 물질을 모두 포함하며, 그 중에서 히드록실 말단 물질이 보다 바람직하다. "비정질"은 유리 전이 온도를 보이지만 차동 주사 열량계 (DSC)에 의해 결정질 융점을 측정할 수 없는 물질을 의미한다. 유리 전이 온도는 120℃를 넘지 않으면서 개시제 (이후 논의함)의 분해 온도 보다 낮은 것이 바람직하다. "반결정질"은 DSC에 의해 결정질 융점이 측정되는 최대 융점이 바람직하게 약 150℃인 폴리에스테르 성분을 의미한다.

폴리에스테르 성분의 점도는(실온에서 측정가능한 점도를 갖는 액체인 메이크 코트에 반하여) 고온 용융 결합제 조성물을 제공함에 있어서 중요하다. 따라서, 본 발명의 메이크 코트에 유용한 폴리에스테르 성분은 온도계가 부착되어 있고 스핀들 # 27을 사용하는 브룩필드 점도계(Brookfield Viscometer) 모델 # DV-II에서 측정할 때 브룩필드 점도가 121℃에서 10,000 mPa을 넘는 것이 바람직하다. 점도는 폴리에스테르 성분의 분자량에 관계하는 것이다. 또한, 바람직한 폴리에스테르 성분은 수평균 분자량이 약 7500 내지 200,000, 보다 바람직하게는 약 10,000 내지 50,000, 가장 바람직하게는 약 20,000 내지 40,000이다.

본 발명의 결합제 전구체 조성물에 유용한 폴리에스테르 성분은 디카르복실산(또는 그의 디에스테르 유도체)와 디올의 반응 생성물을 포함한다. 디산 (또는 그의 디에스테르 유도체)는 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방족산 (비분지형, 분지형 또는 고리 내에 5 내지 6개 원자를 갖는 환형 물질 포함) 및(또는) 8 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 방향족 산일 수 있다. 적합한 폴리에스테르 성분 및 폴리에스테르 물질의 더욱 특정한 예는 미국 특허 제5,436,063호에 기재되어 있다.

본 발명의 결합제 전구체 조성물을 형성하는데 사용되는 성분(하기의 첨가제는 제외)들은 용융 상태에서 "상용성"이어야 한다. "상용성"이라 함은 적어도 에폭시 수지와 열가소성 성분의 용융 혼합물이 단일상, 즉 개별 성분들사이에서 두드러진 정도로 상이 분리되지 않고, 용융 성분들의 균질한 혼합물을 이루는 것을 의미한다. 물론, 당업자들은 과도한 실험없이 균질한 본 발명의 조성물이 형성되도록 본 발명의 조성물내의 에폭시 수지, EVA 공중합체 및 그에 함유된 비닐 아세테이트 함량 및 촉매의 농도를 쉽게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 당업자들은 일반적으로 비경화 조성물중 에폭시 수지의 농도가 단일상 조성물을 용융 상태로 유지되도록 EVA 공중합체의 비닐 아세테이트 농도를 증가시킨다.

특정 물성은 상술한 성분들의 비율을 조절하여 특정 적용 분야에 적합하도록 맞출 수 있다. 일반적으로, 고에너지 표면에 대한 점착성 및 접착력의 증가 및 경화도중 유동성의 감소는 본 발명의 조성물중 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체의 상대적양을 증가시켜 달성한다. 일반적으로, 결합제 조성물중 에틸렌-비닐 아세테이트의 상대적양을 증가시키면 점성이 감소하고, 유동성이 증가하고, 에폭시 수지와 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 성분의 상용성이 향상된다. 촉매의 양은 경화 속도, 비경화 생성물 수명 및 경와중의 균일성을 최대화하도록 선택된다. 따라서, 상기 성분들의 상대적 양은 최종 경화된 결합제의 목적하는 특성에 따라 균형을 이룰수 있다.

임의로는, 본 발명의 결합제 전구체는 히드록실 함유 물질을 더 포함할 수 있다. 히드록실 함유 물질은 1 이상, 바람직하게는 2 이상의 히드록실 관능가를 갖는 임의의 액체 또는 고체 유기 물질일 수 있다. 히드록실 함유 유기 물질은 아미노 및 메르캅토 잔기와 같은 다른 "활성 수소" 함유 기를 갖지 않아야 한다. 히드록실 함유 유기 물질은 또한 약 100℃ 미만의 온도에서 또는 경화 중에 에너지원에 노출될 때 분해되거나 휘발성 성분을 방출하지 않도록 열적으로 또는 광화학적으로 불안정할 수 있는 기는 갖지 않는 것이 바람직하다.

유기 물질은 2개 이상의 1급 또는 2급 지방족 히드록실기 (즉, 히드록실기가 비방향족 탄소 원자에 직접 결합됨)를 함유하는 것이 바람직하다. 히드록실기는 말단에 위치할 수 있고, 또는 중합체 또는 공중합체의 펜던트일 수 있다. 히드록실 함유 물질의 수평균 당량 중량은 바람직하게는 약 31 내지 2250, 더욱 바람직하게는 80 내지 1000, 가장 바람직하게는 80 내지 350이다. 폴리옥시알킬렌 글리콜 및 트리올을 히드록실 함유 물질로 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 가장 바람직한 것은 시클로헥산 디메탄올을 히드록실 함유 물질로 사용하는 것이다.

히드록실 관능가가 1인 적합한 유기 물질의 대표적인 예로는 알카놀, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 모노알킬 에테르 및 알킬렌 글리콜의 모노알킬 에테르가 있다.

유용한 단량체 폴리히드록시 유기 물질의 대표적인 예로는 알킬렌 글리콜(예를 들어, 1,2-에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2-에틸-1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 1,18-디히드록시옥타데칸 및 3-클로로-1,2-프로판디올), 폴리히드록시알칸(예를 들어, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨 및 솔비톨) 및 N,N-비스(히드록시에틸)벤즈아미드, 부탄-1,4-디올, 카스톨유 등과 같은 다른 폴리히드록시 화합물이 있다.

유용한 중합체 히드록실 함유 물질의 대표적인 예로는 폴리옥시알킬렌 폴리올(예를 들어, 당량이 디올에 대해 31 내지 2250이거나, 또는 트리올에 대해 80 내지 350인 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 및 트리올), 여러가지 분자량을 갖는 폴리테트라-메틸렌 옥사이드 글리콜, 히드록실 말단 폴리에스테르 및 히드록실 말단 폴리락톤이 있다.

시판되는 히드록실 함유 물질로 유용한 것으로는 미국 특허 제5,436,063호에 기재된 것이다.

본 발명의 결합제 전구체에 사용되는 히드록실 함유 유기 물질의 양은 에폭시 수지와 폴리에스테르 성분을 모두 갖는 히드록실 함유 물질의 상용성, 히드록실 함유 물질의 당량 중량 및 관능가 및 최종 경화된 메이크 코트에 요구되는 물리적 특성과 같은 인자에 따라 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다.

추가 히드록실 함유 물질은 본 발명의 고온 용융 메이크 코트의 유리 전이 온도 및 가요성을 조정할 때 특히 유용하다. 히드록실 함유 물질의 당량 중량이 증가하면, 고온 용융 메이크 코트의 가요성이 대응하여 증가하고, 응집 강도의 손실이 있을 수 있다. 이와 유사하게, 당량 중량이 감소되면 가요성이 손실될 수 있고, 응집 강도가 증가될 수 있다. 그리하여, 히드록실 함유 물질의 당량 중량은 이들 두 특성이 조화를 이루도록 선택한다.

이후 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 폴리에테르 폴리올을 본 발명의 결합제 전구체에 혼입하면, 에너지 노출시 메이크 코트가 경화되는 속도를 조절할 때 특히 바람직하다. 경화 속도를 조절하는데 유용한 폴리에테르 폴리올 (즉, 폴리옥시알킬렌 폴리올)은 디올에 대해 약 31 내지 2250의 당량과 트리올에 대해 약 80 내지 350의 당량을 갖는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 및 트리올과 여러 가지 분자량의 폴리테트라메틸렌 옥사이드 및 폴리옥시알킬화 비스페놀 A를 포함한다.

추가 히드록실 함유 유기 물질의 상대량은 결합제 전구체 조성물중의 에폭시기 수에 대한 히드록실기 수의 계수비를 참고하여 결정한다. 상기 비는 0:1 내지 1:1, 보다 바람직하게는 약 0.4:1 내지 0.8:1일 수 있다. 히드록실 함유 물질의 양이 클수록 결합제 전구체의 가요성이 증가하지만, 그에 따른 응집 강도의 손실이 초래된다. 만일 히드록실 함유 물질이 폴리에테르 폴리올이면 양이 클수록 경화 공정이 더 오래 걸릴 것이다.

점착성을 개선하기 위해, 점착화제를 메이크 코트 배합물 중에 혼입할 수 있다. 이러한 점착화제는 로진 에스테르, 방향족 수지, 또는 이들의 혼합물 또는 임의의 다른 적합한 점착화제가 있을 수 있다. 본 발명에 유용한 로진 에스테르 점착화제의 대표적인 예로는 글리세롤 로진 에스테르, 펜타에리트리톨 로진 에스테르 및 상기의 수소화 변성물이 포함된다. 방향족 수지 점착화제의 대표적인 예로는 알파메틸 스티렌 수지, 스티렌 단량체, 폴리스티렌, 쿠마론, 인덴 및 비닐 톨루엔이 포함된다. 점착화제는 수소화 로진 에스테르가 바람직하다.

유용한 점착화제 수지 유형에는 소나무로부터 얻어지는 로진 및 로진 유도체 및 아비에트산 및 피마르산 유형의 유기산 (에스테르화되고, 수소화되고, 중합 (분자량 2,000 까지)될 수 있으며, Hercules Chemical로부터 상표명 "FORALS"로; Arizona Chemical Co)로부터 시판되고 있는 상표명 "SYLVATAC"); 송진 또는 감귤 식물 껍질로부터 알파 ＆ 베타-피넨 또는 리모넨으로 얻을 수 있는 테르펜 수지 (양이온 중합 (분자량 300에서 2,000 까지)되거나, C-9 단량체 (테르펜 페놀계)로 변성될 수 있고, Hercules Chemical로부터 상표명 "PICCOLYTE"로 또는 아리조나 케미칼 캄파니로부터 상표명 "ZONATAC"으로 구입할 수 있음); 또는 C-5 단량체 기재 지방족 수지와 같은 특정 지방족 탄화수소 수지 (예를 들면, 피페릴렌 및 디시클로펜타디엔, Goodyear Chemicals로부터 시판되고 있는 상표명 "WINGTACK"); C-9 단량체 기재 방향족 수지 (예를 들면, 인덴 또는 스티렌) (Hercules Chemical로부터 시판되고 있는 상표명 "REGALREZ"로 또는 Exxon Chemical로부터 시판되고 있는 상표명 "ESCOREZ 2000", 수소화 할 수 있음 (분자량 300 내지 1200))이 포함된다.

점착화제를 제1 결합제 전구체로 사용한다면, 제1 결합제 전구체의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 40 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부의 양으로 존재할 수 있다.

사이즈 코트 (20)은 연마 입자 (16)과 메이크 코트 (18) 위에 도포된다. 사이즈 코트는 아교 또는 경화된 수지상 접착제를 포함할 수 있다. 적합한 수지상 접착제의 예로는 펜던트 알파, 베타 불포화 기를 갖는 페놀계 아미노플라스트 수지, 우레탄, 아크릴화 우레탄, 에폭시, 아크릴화 에폭시, 이소시아누레이트, 아크릴화 이소시아누레이트, 에틸렌계 불포화 우레아 포름알데히드, 멜라민 포름알데히드, 비스말레이미드 및 플루오렌 변성 에폭시 수지와 이들의 혼합물이 포함된다. 사이즈 코트용 전구체는 또한 하기 기재된 경화 공정을 개시하고(거나) 가속화하는 촉매 및(또는) 경화제를 포함할 수 있다. 사이즈 코트는 최종 코팅 연마용품의 원하는 특징을 토대로 선택한다.

첨가제 및 충전제

메이크 코트와 사이즈 코트 결합제 전구체는 모두 메이크 코트 (완전히 경화되기 전)의 감압 접착성에 악영향을 주거나 에너지에 노출했을 때 메이크 코트 또는 사이즈 코트의 경화 능력에 악영향을 주지 않는 한 다양한 임의의 첨가제, 예를 들면, 충전제, 연마 보조제, 섬유, 윤활제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 소포제, 염료, 커플링제, 가소제 및 현탁화제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 혼입 및 첨가량은 또한 결합제 전구체의 유동성에 악영향을 주지 말아야 한다. 예를 들면, 너무 많은 충전제를 첨가하면 메이크 코트의 가공성에 악영향을 줄 수 있다.

본 발명의 충전제는 함유되어 있는 수지 시스템의 충분한 경화를 방해해서는 안된다. 본 발명에 유용한 충전제의 예로는 석영, 유리 구슬, 유리 버블 및 유리 섬유와 같은 실리카; 활석, 점토 (몬모릴로나이트) 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 규산나트륨과 같은 규산염; 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산알루미늄바륨, 황산 알루미늄과 같은 황산금속염; 석고; 질석; 목분; 알루미늄 삼수화물; 카본 블랙; 알루미늄 산화물; 이산화티탄; 빙정석; 및 아황산칼슘과 같은 아황산금속염이 포함된다. 바람직한 충전제는 장석 및 석영이다.

연마 보조제를 본 발명을 실행하면서 사용할 경우, 적합한 연마 보조제로는 빙정석, 카이얼라이트, 암모늄 빙정석, 칼륨 테트라플루오로보레이트 등이 있다.

연마층 (14)는 제3 결합제 또는 수퍼사이즈 코팅 (22)를 더 포함할 수 있다. 유용한 수퍼사이즈 코팅의 한 유형은 칼륨 테트라플루오로보레이트와 같은 연마 보조제 및 에폭시 수지와 같은 접착제가 포함된다. 이 유형의 수퍼사이즈 코팅은 유럽 특허 공고 제 486,308호에 상세히 기재되어 있다. 수퍼 사이즈 코팅 (22)는 연마 입자들 사이에 절삭 부스러기 (작업편으로부터 연마된 물질, 연마용품의 절삭 능력을 급격하게 감소시킬 수 있음)가 축적되는 것을 방지하거나 감소시키기 위해 포함된다. 절삭 부스러기의 축적을 방지하는데 유용한 물질로는 지방산의 금속염 (예를 들면, 스테아르산 아연 또는 스테아르산 칼슘), 인산 에스테르의 염 (예를 들면, 칼륨 베헤닐 포스페이트), 인산 에스테르, 우레아 포름알데히드 수지, 왁스, 광유, 가교결합된 실란, 가교결합된 실리콘, 불소화하물 및 이들의 배합물이 포함된다.

충전제 입자가 분산되어 있는 수지상 접착제를 포함하는 안티슬립 (antislip)층과 같은 임의의 백 사이즈 코팅 (24)가 제공될 수 있다. 또는 백사이즈 코팅이 코팅 연마용품을 백킹 패드에 결합시키는 감압성 접착제일 수 있고 백킹 (12) 상에 제공될 수 있다. 적합한 감압성 접착제의 예로는 라텍스, 크레이프, 로진, 아크릴레이트 중합체 (예를 들면, 폴리부틸 아크릴레이트 및 폴리아크릴레이트 에스테르), 아크릴레이트 공중합체 (예를 들면, 이소옥틸아크릴레이트/아크릴산), 비닐 에테르 (예를 들면, 폴리비닐 n-부틸 에테르), 알키드 접착제, 고무 접착제 (예를 들면, 천연 고무, 합성 고무 및 염소화 고무) 및 이들의 혼합물이 포함된다. 감압성 접착제 코팅의 예가 미국 특허 제 5,520,957호에 기재되어 있다.

백사이즈 코팅은 또한 바나듐 펜톡사이드 (예를 들면, 술폰화 폴리에스테르) 또는 카본 블랙 또는 흑연과 같은 전기전도성 물질을 결합제 중에 함유할 수 있다. 유용한 전도성 백사이즈 코팅의 예는 미국 특허 제 5,108,463호 및 미국 특허 제 5,137,452호에 개시되어 있다.

메이크 코트 (18) 및(또는) 백사이즈 코팅 (24)의 접착력을 촉진하기 위해, 이들 층이 도포되는 표면의 변성이 필요할 수 있다. 예를 들면, 중합체 필름을 백킹으로 사용하는 경우, 필름의 표면을 변성, 즉, "프라이밍"하는 것이 바람직할 수 있다. 적합한 표면 변성으로는 코로나 방전, 자외선 노출, 전자빔 노출, 화염 발사 및 스커핑(scuffing)이 있다.

방법 및 제조

이후 부분은 본 발명의 연마용품을 제조하는 방법, 특히 연마용품의 연마 표면을 형성하는 방법에 대한 예를 기재할 것이다.

제1 결합제 전구체는 물질을 열 분해 없이 효율적으로 혼합될 수 있도록 액화하기에 충분히 올려진 온도의 적합한 용기 중에서 성분들이 완전히 용융 블렌딩될 때까지 다양한 성분을 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 온도는 특정 화학에 어느 정도 좌우된다. 예를 들면, 이 온도는 약 30 내지 150℃, 대개는 50 내지 130℃, 바람직하게는 60 내지 120℃ 범위일 수 있다. 성분들은 동시에 또는 순차적으로 첨가될 수 있지만, 먼저 고체 에폭시 수지와 폴리에스테르 성분을 블렌딩한 후 다관능성 아크릴레이트, 액체 에폭시 수지 및 임의의 히드록실 함유 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 이어서, 촉매(광개시제 및 광촉매 및(또는) 열촉매)를 첨가한 후 충전제 또는 연마 보조제를 비롯한 임의의 선택 첨가제를 첨가한다.

결합제 전구체는 경화되지 않은 용융 상태에서 상용성이어야 한다. 즉, 경화가 개시되기 전 성분들 중에 눈에 보이는 두드러진 상분리가 없어야만 바람직하다. 결합제 전구체는 용융 블렌딩 직후 사용할 수 있거나 사용을 위해 준비될 때까지 바람직하게는 광선 없이 통, 드럼 또는 다른 적합한 콘테이너에 포장될 수 있다. 이렇게 포장된 메이크 코트는 페일 운반기 등을 사용하여 고온 용융물 어플리케이터 시스템에 전단될 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 비경화 결합제 전구체는막대, 펠릿, 슬러그, 블록, 필로우 또는 빌렛 형태의 통상적인 벌크 고온 용융물 어플리케이트 및 분배기 시스템으로 전달될 수 있다. 유기 용매를 결합제 전구체 중에 혼입하는 것이 또한 가능하지만, 이것이 언제나 바람직할 수는 없다.

본 발명의 결합제 전구체를 점착성 감압성 접착제 필름의 경화되지 않고 지지되지 않은 롤로서 제공하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에는, 결합제를 압출하거나, 캐스팅하거나 코팅하여 필름을 형성한다. 이러한 필름은 연마용품 백킹에 메이크 코트를 적층할 때 유용하다. 점착성 필름을 릴리이스 라이너 (예를 들면, 실리콘 코팅 크래프트지)와 함께 감아, 화학선을 투과시키지 않는 백 또는 기타 콘테이너에 포장하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 결합제 전구체는 압출, 그라비어 인쇄, 코팅 (예를 들면, 코팅 다이, 가열 나이프 블레이드 코팅기, 롤 코팅기, 커튼 코팅기 또는 역롤 코팅기를 사용) 또는 적층에 의해 연마용품에 도포할 수 있다. 상기 임의의 방법으로 도포할 때, 메이크 코트는 약 50 내지 125℃, 보다 바람직하게는 약 80 내지 125℃ 온도에서 도포하는 것이 바람직하다.

결합제 전구체는 백킹에 적층될 수 있고, 필요에 따라, 적층 전에 예정된 형태로 다이 절단될 수 있는 자유 고정되고(free standing), 지지되지 않은 감압성 접착 필름으로 공급될 수 있다. 적층 온도 및 압력은 백킹의 변성과 메이크 코트의 유실이 모두 최소화되도록 선택하며, 실온 내지 약 120℃ 및 약 30 내지 250 psi (2.1 내지 17.8 ㎏/㎠) 범위일 수 있다. 전형적인 프로필은 실온 및 100 psi (7.0 ㎏/㎠)에서 적층하는 것이다. 적층은 고도의 다공성 백킹와 함께 사용하는 경우 특히 바람직한 도포 방법이다.

메이크 코트 또는 결합제 전구체를 액체로서 용매로부터 코팅하는 것이 또한 본 발명의 범위 내에 포함되지만 이 방법이 언제나 바람직한 것은 아니다. 액체 메이크 코트 전구체는 임의의 통상적인 기술, 예를 들면, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 다이 코팅, 나이프 코팅 등에 의해 백킹에 도포할 수 있다. 생성된 메이크 코트를 코팅한 후, 연마 입자가 메이크 코트 내로 매립되기 전에 에너지원에 노출시켜 촉매를 활성화시킬 수 있다. 또는, 연마 과립을 메이크 코트 또는 결합제 전구체를 코팅한 직후 부분적인 경화가 일어자기 전에 코팅할 수 있다.

백킹에 도포되는 본 발명의 메이크 코트 또는 결합제 전구체의 코팅 중량은 사용되는 연마 입자의 등급에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 미세한 과립의 연마 입자는 일반적으로 연마 입자를 백킹에 결합시키는데 보다 적은 메이크 코트가 필요할 것이다. 연마 입자를 만족스럽게 결합시키기 위해 충분한 양의 메이크 코트 전구체가 제공되어야 한다. 그러나, 도포되는 결합제 전구체의 양이 너무 크면, 연마 입자는 메이크 코팅 중에서 부분적으로 또는 전체적으로 매몰되어 바람직하지 않을 수 있다. 일반적으로 본 발명의 메이크 코트 결합제 전구체 조성물의 도포 속도(무용매 기준)는 약 4 내지 300 g/㎡, 바람직하게는 약 20 내지 30 g/㎡이다.

메이크 코트 전구체는 상기한 방법 중 임의의 것에 의해 연마용품 백킹에 도포하는 것이 바람직하며, 일단 도포된 후에는 에너지원에 노출시켜 적어도 에폭시 수지의 부분 경화를 개시시킨다.

메이크 코트 또는 결합제 전구체를 적합한 에너지원에 노출시킬 때 개시되고, 그후 일정 시간 동안 계속된다. 에너지원은 원하는 가공 조건에 맞게 그리고 에폭시 경화제를 적당히 활성화시키도록 선택된다. 에너지는 화학선(예를 들면, 스펙트럼의 자외선 또는 가시선 영역 중의 파장을 갖는 복사), 가속화된입자(예를 들면, 전자 빔 복사) 또는 열(예를 들면, 가열 또는 적외선 복사)일 수 있다. 에너지는 화학선 복사(즉, 자외선 또는 가시선 스펙트럼 영역 중의 파장을 갖는 복사)가 바람직하다. 적합한 화학선 복사원은 수은, 크세논, 탄소 아크, 텅스텐 필라멘트 램프, 광선 등이 있다.

자외선 복사, 특히 중압 수은 아크등으로부터 발산되는 것이 가장 바람직하다. 노출 시간은 관여한 반응물의 양 및 유형 모두, 에너지원, 웹 속도, 에너지원으로부터의 거리 및 경화될 메이크 코트의 두께에 따라 약 1초 이상 내지 10분 미만일 수 있다 (약 0.1 내지 약 10 J/㎠의 총 에너지 노출을 제공하는 것이 바람직함).

본 발명의 결합제 전구체는 또한 전자 빔 복사에 의해 경화될 수 있다. 필수 사용량은 일반적으로 1 메가라드 이상 내지 100 메가라드 미만이다. 경화 속도는 주어진 에너지 노출에서 광촉매 및(또는) 광개시제의 양이 증가하면 증가할 수 있고 또는 광개시제 없이 전자 빔 에너지를 사용하면 증가할 수 있다. 경화 속도는 또한 에너지 강도가 증가하면 증가될 수 있다.

경화 속도를 지연시키는 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있는 이들 고온 용융 메이크 코트는 특히 지연된 경화가 메이크 코트로 하여금 에너지원에 노출된 후에 연마 입자가 그에 부착되기에 충분한 시간 동안 감압성을 유지할 수 있게 하기 때문에 바람직하다.

연마 입자는 메이크 코트가 충분히 경화되어 입자가 더이상 부착되지 않을 때까지 도포할 수 있지만 상업적인 제조 공정의 속도를 증가시키기 위해서, 가능한한 빨리, 대개 에너지 원에 노출시킨 메이크 코트의 수초 내에서 연마 입자를 도포하는 것이 바람직하다. 연마 입자는 당 분야의 통상적인 기술에 따라 침지 코팅, 정전기 코팅 또는 자기 코팅에 의해 도포할 수 있다. 본 발명의 연마 입자를 제조하는데 사용될 수 있는 방법의 예는 미국 특허 제 5,766,277호에서 찾아볼 수 있다.

완전한 경화에 도달하는 시간은 오븐 내에서와 같은 가열에 의한 메이크 코트의 후경화에 의해 가속화될 수 있다. 후경화는 또한 메이크 코트의 물리적 특성에 영향을 줄 수 있으며, 일반적으로 바람직하다. 후경화의 시간 및 온도는 폴리에스테르 성분의 유리 전이 온도, 개시제의 농도, 에너지 노출 조건 등에 따라 변할 것이다. 후경화 조건은 약 150℃의 온도에서의 수초 미만에서부터 저온에서의 보다 긴 시간까지 변할 수 있다. 전형적인 후경화 조건은 약 100℃ 온도에서 약 1 분 이하이다.

다른 제조 방법에서는, 메이크 코트를 백킹에 도포하고, 이어서, 연마 입자를 메이크 코트 내로 침투시킨 후 메이크 코트를 에너지원에 노출시킨다.

사이즈 코트 (20)은 후에 롤 코팅, 분무 코팅, 그라비어 코팅 또는 커튼 코팅과 같은 다양한 기법에 의해 유동성 액체로서 연마 입자와 메이크 코트 위에 도포할 수 있고 건조, 가열에 의해 또는 전자빔 또는 자외선 복사에 의해 경화시킬 수 있다. 특정 경화 방법은 사이즈 코트의 화학 성질에 따라 변할 수 있다. 선택사양인 수퍼사이즈 코팅 (22)는 유사한 방식으로 도포하고, 경화시키거나 건조시킬 수 있다.

선택사양인 백 사이즈 코팅 (24)는 침지 코팅, 롤 코팅, 분무, 메이어 바, 닥터 블레이드, 커튼 코팅, 그라비어 인쇄, 열 전달, 플렉서 인쇄, 스크린 인쇄 등과 같은 다양한 통상적인 코팅 기술 중 임의의 것을 사용하여 백킹 (12)에 도포할 수 있다.

또 다른 백킹 배치법에서는, 연마용품의 후면이 루프 기판을 함유할 수 있다. 루프 기판의 용도는 연마용품이 지지체 패드의 후크와 단단히 결합시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이다. 루프 기판은 임의의 통상적인 수단에 의해 코팅 연마재의 백킹에 적층할 수 있다. 루프 기판은 메이크 코트 전구체의 도포 전에 적층할 수 있거나, 또는 메이크 코트 전구체의 도포 후에 도포 후에 적층할 수 있다.

다른 양태에서는, 루프 기판이 그 자체로 코팅 백킹일 수 있다. 루프 기판은 일반적으로 평면의 전면의 후면으로부터 돌출된 루프를 갖는 평면을 포함한다. 메이크 코트 전구체는 이 평면 상에 코팅된다. 이 양태에서, 메이크 코트 전구체는 루프 기판의 평면 상에 직접 코팅된다. 이 때, 루프 기판은 루프 기판을 밀봉하는 평면 위에 프리사이즈 코팅을 함유할 수 있다. 이 프리사이즈 코팅은 열경화성 중합체 또는 열가소성 중합체일 수 있다. 이와 달리, 메이크 코트 전구체는 밀봉되지 않는 루프 기판의 루프 없는 쪽에 직접 코팅될 수 있다. 루프 기판은 쉐닐 스티치드 루프, 압출 결합된 루프, 스티치본디드 루프 기판 또는 브러쉬드 루프 기판(예를 들면, 브러쉬드 폴리에스테르 또는 나일론)일 수 있다. 전형적인 루프 백킹의 예는 미국 특허 제 4,609,581호 및 제 5,254,194호에 추가로 기재되어 있다.

루프 기판은 또한 평면 위에 밀봉 코트를 함유하여 루프 기판을 밀봉하고 루프 기판으로 메이크 코트 전구체가 침투되는 것을 방지할 수 있다. 그 밖에, 루프 기판은 열가소성 밀봉 코트를 포함할 수 있고 다수의 주름진 섬유가 열가소성 밀봉으로부터 돌출되어 있다. 이 다수의 주름진 섬유는 실제로 섬유 시이트를 형성한다. 이들 섬유가 이격된 앵커부로부터 같은 방향으로 돌출된 아치부를 갖는 것이 바람직하다. 몇몇 경우에는 루프 기판의 평면 상에 직접 코팅하여 통상적인 백킹과 관련된 비용을 절약하는 것이 바람직하다. 메이크 코트 결합제 전구체는 메이크 코트 전구체가 루프 기판 내로 많이 침투되지 않도록 배합되고 코팅될 수 있다. 이로써 충분한 양의 메이크 코트 전구체가 연마 입자를 루프 기판에 단단히 고정시키게 된다.

이와 마찬가지로, 연마용품의 후면이 다수의 후크를 함유할 수 있고, 이들 후크는 대개 기판의 후면으로부터 돌출된 다수의 후크를 갖는 시이트형 기판 형태이다. 이들 후크는 이어서, 코팅 연마용품과 루프 직물을 함유한 지지체 패드 사이에 결합 수단을 제공할 것이다. 이 후크식 기판은 임의의 통상적인 수단에 의해 코팅 연마 백킹에 적층될 수 있다. 후크식 기판은 메이크 코트 전구체 도포 전에 적층될 수 있고, 또는 메이크 코트 전구체의 도포 후에 적층될 수 있다. 다른 양태에서는, 후크식 기판이 그 자체로 코팅 연마재의 백킹일 수 있다. 이 때, 메이크 코트 전구체는 후크식 기판 상에 직접 코팅된다. 몇몇 경우에서는, 후크식 기판 상에 직접 코팅하여 통상적인 백킹과 관련한 비용을 절약하는 것이 바람직하다. 후크 백킹 또는 후크 적층물의 사용에 대한 추가 사항이 미국 특허 제 5,505,747호에 기재되어 있다.

본 발명의 결합제 전구체는 고도의 바람직한 특성의 조화를 제공한다. 무용매 배합물인 경우에는, 통상적인 고온 용융 분산 시스템을 사용하여 쉽게 도포한다. 따라서, 백킹 적층에 적합한 감압성 접착 필름으로서 공급될 수 있다. 폴리에스테르 성분을 포함하면, 연마 입자의 도포를 용이하게 하는 감압성을 갖는 결합제 전구체가 제공된다. 적합한 분자량 및 관능성의 폴리에테르 폴리올이 제공되면 본 발명의 메이크 코트는 에너지에 노출된 후 연마 입자가 결합제 전구체내로 침투되는 에너지 노출 후에 개방 시간을 갖게 된다. 결합제 전구체중에 다관능성 아크릴레이트 성분을 혼입하면 다관능성 아크릴레이트 결합제 조절제가 없는 고온 용융 에폭시/폴리에스테르 성분 시스템에 의해 제공되는 것 보다 우수한 유동성 조절능이 제공된다.

더욱 구체적으로, 본 발명에 사용되는 결합제 전구체 배합물은 에폭시 및 열가소성 폴리에스테르만을 함유하는 메이크 수지보다 비용이 더 적게들고, 개발 시간이 더 길며, 필름 성형 특성이 더 양호하다. 향상된 필름 성형 특성의 결과, 본 발명의 결합제 조성물은 배합물중에 열가소성 성분이 덜 필요하며, 추후 비용이 감소되며, 물질의 상승 온도 특성이 개선된다.

본 발명은 하기 무제한 실시예를 참고하면 보다 충분히 이해될 것이며, 상기 실시예에서, 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 지적이 없는 한 중량을 기준으로 한다.

실시예에 사용된 약어는 하기 제시된 정의를 갖는다.

DS 1227: 고분자량 폴리에스테르, Creanova(미국 뉴저지주 핏츠카타웨이)로부터 상표명 "DYNAPOL S1227"로 구입가능.

DS1402: 저결정도를 갖는 고분자량 폴리에스테르, Creanova(미국 뉴저지주 핏츠카타웨이)로부터 상표명 "DYNAPOL S1402"로 구입가능.

EL310: 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(25% 비닐 알콜), E.I. Du Pont de Nemours and Co.(미국 델라위어주 윌밍톤 소재)로부터 상표명"ELVAX 310"으로 구입가능.

EL220: 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(28% 비닐 알콜), E.I. Du Pont de Nemours and Co.(미국 델라위어주 윌밍톤 소재)로부터 상표명"ELVAX 220"으로 구입가능.

EL140: 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(33% 비닐 알콜), E.I. Du Pont de Nemours and Co.(미국 델라위어주 윌밍톤 소재)로부터 상표명"ELVAX 140"으로 구입가능.

L700: 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, Bayer Corp.(미국 피츠버그주 소재)로부터 상표명"LEVAPREN 700"으로 구입가능.

E828: 비스페놀 A 에폭시 수지, Shell Chemical Co.(텍사스주, 휴스톤)로부터 상표명 EPON 828" (에폭시 당량 185 내지 192 g/당량)로 구입가능.

E1001: 비스페놀 A 에폭시 수지, Shell Chemical Co.(텍사스주, 휴스톤)로부터 상표명 EPON 1001F" (에폭시 당량 525 내지 550 g/당량)로 구입가능.

E4221: 지환족 에폭시 수지, Union Carbide Corp.(미국 코넥티컷주 덴버리)로부터 상표명 "ERL 4221" (에폭시 당량 126 g/당량)로 구입가능.

CHDM: 시클로헥산디메탄올

TMPTA: 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, Sartomer Co.(미국 펜실베니아주 엑스톤)로부터 상표명 "SR351"로 구입가능.

KB1: 2,2-디메톡시-1,2-디페닐-1-에탄논, Ciba-Geigy로부터 상표명 "IRGACURE 651"로 구입가능 또는 Sartomer Co.(미국 펜실베니아주 엑스톤)로부터 상표명 "KB1"로 구입가능.

COM: η⁶-[크실렌 (혼합 이성질체]η⁵-시클로펜타디에닐철(1+) 헥사플루오로안티모네이트(1-) (촉매로서 작용).

AMOX: 디-t-아밀옥살레이트 (가속화제로 작용).

CRY: 빙정석.

AO: 훈증 산화알루미늄.

HTAO: 열처리 훈증 산화 알루미늄.

검사 절차

이후 기재된 실시예 및 비교예는 하기 각각의 검사 절차 또는 일부에 따라 검사하였다.

검사 #1: 쉬퍼 검사 절차

각 실시예의 코팅 연마용품을 10.2 ㎝ 직경의 원반으로 전환시키고 감압성 접착제로 발포체 지지 패드에 고정시켰다. 코팅 연마 디스크과 지지 패드 조립체를 쉬퍼 검사기계에 장착하고, 코팅 연마 디스크를 사용하여 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 중합체를 연마하였다. 하중은 4.5 ㎏이었다. 검사 종말점은 코팅 연마 디스크가 500회 회전 또는 주기 시점이었다. 제거된 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 중합체와 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 중합체의 표면 마무리 (Ra 및 Rtm)을 검사 종말점에서 측정하였다. 각 샘플에 대해 검사 #1에 의해 달성된 최소 픽업(pick-up) 및 측정된 절삭율을 하기 데이타로 요약하였다.

EVA/에폭시 블렌드를 형성하기 위한 용융 블렌딩

100 내지 150 ℃에서, 1/4 페인트 캔에서 EVA 공중합체를 용융시키고, 액상 에폭시(E1001이 가해지는 경우 먼저 용융시킴)를 가하고, 에어 믹서로 블렌딩시키고, 나머지 액상 에폭시와 존재한다면(사용된 모든 샘플중 총 2.4%) 시클로헥산디메탄올(CHMD)을 가하고, 다시 블렌딩시키고, 온도를 100 내지 120 ℃로 저하시키고, CpFe크실렌⁺SbF₆ ^-(COM) 및 디-tert-아밀 옥살레이트(AMOX)를 각각 0.6 내지 1% 가하여 200 그램의 샘플을 제조하였다. 수지를 95 내지 100 ℃에서 0.05 내지 0.10 mm 두께의 고온 나이프를 사용하여 이형 라이너(PET 필름상에서의 실리콘 이형)상에 코팅하였다. 물성 시험(DMA 및 DSC)에 대해서는 더 두꺼운 샘플을 사용하였다. 천 제품, 스템 웹 백킹 및 여러 종이 백킹을 사용하기 위해 36 X 34 실/cm의 폴리코튼을 포함하는 연마 백킹상에 0.05 mm의 두께다 더 얇은 코팅을 적층시켰다. L-700을 함유하는 메이크 수지를 제외하고 EVA 공중합체를 함유하는 모든 메이크 수지를 용융 불렌딩하였다.

EVA/에폭시 수지를 제조하기 위한 용매 블레딩

L700을 에틸 아세테이트 또는 메틸 에티루케톤에 25 내지 40% 고체로 용해하고, 에폭시 및 CHDM(존재한다면)을 가하고, 60 내지 90 ℃에서 감압하에서 용매를 제거하였다. 광촉매계(COM 및 AMOX를 각각 0.6 내지 1%로)를 100 내지 120 ℃에서 용융물에 가하고, 에어 믹서로 혼합하고, 상기과 같은 백킹상에 코팅하였다. 본 발명의 결합제 수지의 용매 블렌딩은 수행하지 않았지만, 용매 블렌딩 및 용융 블렌딩의 물성을 측정한 값은 설험적 오차가 있는 것으로 예상된다.

더 많은 양의 비닐 아세테이트 EVA 공중합체를 함유하는 결합제 수지의 블렌딩의 바람직한 방법은 다음과 같다. EVA 공중합체 펠렛을 동시 회전 상호 맞물림 이중 회전 압출기로 공급하고, 80 내지 140 ℃ 온도에서 용융시켰다. 고체 에폭시 수지(E1001) 플레이크를 용융하고, 열가소성 성분의 입구내 하류로 액체로서 주입하였다. 마지막으로, 다른 모든 성분들(E828, COM, AMOX, 및 임의로는 CHDM, TMTPA 및 KBI)을 75 ℃에서 배치식으로 혼합하였다. 생성된 균질한 액체를 고체 에폭시 및 열가소성 성분이 있는 압출기 하류로 주입하였다. 압출물을 시리콘 퍼리된 상자에서 모으고, 실온의 암실에서 고체로 보관하였다. 이 형태를 추가의 사용을 위해 필요 따라 용이하게 용융되었다.

동력 기계적 분석(DMA)

2 내지 5 밀 두께의 2종의 폴리에스테르사이의 이형 라이너를 경화성 고온 용융시켜 샘플을 제조하였다. 코팅을 TLD 15W/03 벌브(네덜란드 소재 Philips, B.V.)로부터 이형 라이너를 통해 약 3J/cm²의 복사 에너지에 노출시켰다. 이어서, 노출된 샘플을 100 내지 110 ℃의 오븐에서 30 분 동안 두어 경화시켰다. 경화 필름의 스트립을 폭 1.0 cm, 길이 약 2 내지 3 cm로 절단하였다. 인장 샘플 고정물이 장착된 세이코(Seiko) 장치 DMA 200 점도계(캐나다 토렌스 소재 Seiko Instruments)를 이용하였다. 입구간의 간격은 10 mm이었다. 온도 경사는 -80 ℃ 내지 250 ℃에서 1Hz의 단주파수로 분 당 2 도이었다. DMA 데이타를 표 1 내지 3에 나타내었다.

배합물	EVA중 비닐 아세테이트의 %	DMATg(℃)	DMAE'(25 ℃, MPa)	DMAE'(100 ℃, MPa)
40% EVA(EL310)60% 에폭시	25	-30 ℃/134	700	300
40% EVA(EL220)60% 에폭시	28	-31 ℃/125	130	60
40% EVA(EL140)60% 에폭시	33	-28 ℃/116	80	20
10% EVA(L700)90% 에폭시(E828)CHDM 없음	70	-3 ℃/150	700	300
20% EVA(L700)80% 에폭시(E828)CHDM 없음	70	53 ℃/125	1000	130
10% EVA(L700)90% 에폭시(E1001)CHDM 없음	70	110	2100	400
20% EVA(L700)80% 에폭시(E1001)CHMD 없음	70	117	1300	400

배합물	EVA중 비닐 아세테이트의 %	DMATg(℃)	DMAE'(25 ℃, MPa)	DMAE'(100 ℃, MPa)
10% EVA(L700)90% 에폭시(E1001)CHDM	70	99	1600	30
15% EVA(L700)85% 에폭시(E1001)CHDM	70	101	1400	60
20% EVA(L700)80% 에폭시(E1001)CHDM	70	97	1100	20
25% EVA(L700)75% 에폭시(E1001)CHDM	70	102	1100	60

EVA/에폭시 블렌드의 물질 특성; 빙정석 충전제의 효과

배합물	EVA중 비닐 아세테이트의 %	DMATg(℃)	DMAE'(25 ℃, MPa)	DMAE'(100 ℃, MPa)
15% EVA(L700)85% 에폭시(6:4 E1001:E828)CHDM 없음	70	138	1000	600
12% EVA(L700)68% 에폭시(6:4 E1001;E828)CHDM 없음20% 빙정석	70	138	1800	860
12% EVA(L700)68% 에폭시(6:1 E1001:E828)CHDM20% 빙정석	70	97	1400	750
15% EVA(L700)85% 에폭시(E1001:EI2I)CHDM	70	123	520	290

EVA/에폭시 블렌드의 물성 시험 결과 가장 상용성인 블렌드는 비닐 아세테이트 함량이 약 70 중량%인 EVQ 공중합체를 함유하는 것으로 나타났다. 연마제 도포를 위한 바람직한 조성물은 비닐 아세테이트 함량이 약 60 내지 80 중량%인 EVA 공중합체를 함유하고, EVA 공중합체 농도가 에폭시 수지에 대하여 10 내지 20 중량% 범위이며, 사슬 확장제(CHDM)가 없는 조성물이다. 이 물질은 에폭시/폴리에스테르/폴리아크릴레이트 용융가공성 수지계와 비교했을 때 누프 경도(Knoop Hardness, KHN) 값이 약 10이다. 충전제를 가할 수 있다. 빙정석을 사용한 것은 표 3에 예시되어 있다. 최상의 연마 성능을 위한 바람직한 결합제 조성물은 경화 후 유리 전이 온도(T_g)가 60 ℃를 훨씬 넘는 것이다.

비교예 및 실시예 1의 제조예

비교예 A는 미국 미네소타주 세인트 소재 Minesota Mining and Manufacturing Company에서 시판되는 "3M Grade P180 216U Production Fre-Cut A Weight Paper"이었다. 실시예 1은 Kammerer GmbH(독일 오스나브룩스 소재)에서 시판되는 115 g/m²의 종이 백킹, EVA/에폭시 블렌드 메이크 코트(15% L700, 85% E1001, 0.6% COM 및 0.6% AMOX), 정전기적으로 메이크 코티에 가해진 P180 AO, 복사 경화성 사이즈 코트(60% E828, 20% E422, 20% DIPT 및 1.0 COM) 및 미국 특허 제 5,611,825호에 "A3469"로 기재된 스테아르산 아연을 포함하는 연마제 구조물로 구성되었다. 실시예 1에서의 대표적인 코팅 중량은 다음과 같다. 메이크 코트 중량 = 100 g/m², 광물 중량 = 120 g/m²,사이즈 코트 중량 = 50 g/m², 수퍼사이즈 코트 중량 = 25 g/m².

쉬퍼 절삭율 결과는 다음과 같다.

실시예	쉬퍼 절삭율(g/500 주기)
비교예 A	2.78
실시예 1	3.14

실시예 1의 절삭율은 비교예 A 보다 13% 더 우수하였다.

비교예 B 및 실시예 2의 제조예

비교예 B 및 C를 140 ℃의 온도에서 블렌딩하였다. 아크릴레이트 및에폭시 촉매 및 광개시제를 용융 혼합물에 가하고, 도포하기 직전에 블렌딩하였다. 실시에 2 및 3을 용매 블렌딩(바람직하지 않음)하고, 에폭시 수지 및 EVA 공중합체를 메틸 에틸 케톤에 용해하였다. 용매를 진공 오븐에서 서서히 제거하는 반면, 온도를 120 ℃까지 상승시켰다. 120 ℃ 온도 및 1.0 토르의 진공에서 30 분 후, 용매 모두 제거된 것으로 여겨졌다. 샘플을 통상의 오븐으로 옮기고, 나머지 성분들을 비교예 B 및 C에 가하였다. 샘플을 상기와 같이 용융 블렌딩하는 것이 바람직하다. 조성물(중량부)을 표 4에 나타냈다.

약 130 의 온도에서, 약 0.8 mm 두께의 코팅을 종이 백킹(150 g/m²,핀란드 피어타사리 소재 UPM-Kymmene에서 시판됨)에 나이프 및 코팅상 모두를 사용하여 나이프 코팅하였다. 실시예 2 및 3의 추가 샘플을 실리콘 처리된 폴리에스테르 이형 라이너상에서 코팅하고, 실온에서 동일한 종이 백킹에 전사 코팅하였다. 백킹상에서 직접 코팅된 샘플과 전사 코팅된 생플사이의 광물 코팅 또는 생성물 성능에는 차이가 전혀 없었다. 각 샘플에 대한 메이크 코트 중량은 약 75 g/m²이었다.

코팅을 퓨젼 시스템스("D" 벌브)를 사용하여 236 와트/㎝에서 15 m/분으로 조사하였다. 이어서, 조사된 코팅을 등급 P180 BAO를 사용하여 정전기적으로 코팅하였다. 이어서, 메이크 수지를 120 ℃ 에서 10 분 동안 가열하여 수지를 최종 경화시켰다.

E828 40%, TMPTA 30%, KB1 1% 및 COM 1%를 함유하는 사이즈 수지를 메틸 에텔 케톤에 분산시키고, 샘플상에 120 g/m²(건조 중량)의 적합한 중량으로 브러슁하였다. 이 코팅 샘플을 퓨젼 "D" 벌브를 사용하여 236 와트/㎝에서 15 m/분으로 조사하고, 120 ℃에서 10 분 동안 경화시켰다.

표 5는 상기 실시예 및 비교예의 등급 P80 광물 코팅 및 쉬퍼 시험 성능의 결과를 나타낸다.

배합물	비교예 B	비교예 C	비교예 2	실시예 3
DS1227(pbw)	28	21	0	0
L700(pbw)	0	0	28	21
E828(pbw)	37	41	39	43
E1001(pbw)	26	29	27	30
CHDM(pbw)	3	3	0	0
TMTPA(pbw)	3.8	3.8	3.8	3.8
KB1(pbw)	1	1	1	1
COM(pbw)	0.6	0.6	0.6	0.6
AMOX(pbw)	0.6	0.6	0.6	0.6

샘플	광물 중량	연강 쉬퍼(절삭율: g/500 주기)	CAB 쉬퍼(절삭율: g/500 주기)
비교예 B	316	0.68	1.929
비교예 C	375	0.74	2.025
실시예 2	418	0.66	1.617
실시예 3	453	0.74	1.834

표 5에서의 데이타는 실시예 2 및 3 모두의 메이크 수지계가 비교예 B 및 C의 메이크 수지계보다 쉽게 광물 입자를 허용함을 가리킨다. 실시예 2 및 3의 메이크는 연장된 시간 동안 보다 점성인데, 그 이유는 비교예 B 및 C의 메이크 수지계보다 결정화 속도가 보다 낮기 때문이다.

쉬퍼 시험은 경사(광물 배향) 및 로딩 방지 시험으로 알려져 있다. 로딩 방지는 주변 로딩 방지 첨가제(본 명세서에 제시되지 않음), 광물 배향 및 개방 코팅 구조물, 즉 연마 입자(광물) 농도 약 20 내지 30% 미만인 구조물에 의해 향상되는 것으로 알려져 있다.

비교 시험의 경우, 연성 쉬퍼 시험의 결과 4개 구조물 모두 유사한(적합한) 성능을 가지며, 존재하는 광물의 농도(양) 및 메이크 코트 조성물의 유형에 영향받지 않는다.

본 발명의 다양한 변형 및 수정이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자로부터 명백하며, 본 발명이 상기 예시된 실시 양태에 부당하게 제한되지 않음이 이해되어야 한다.

Claims

a) 전면 및 후면을 갖는 백킹;

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 30 내지 약 95 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 5 내지 약 70 중량%,

ⅲ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 성분들을 혼합하여 제조된 에너지 경화성 조성물인 제1 결합제 전구체로부터 형성되며, 상기 백킹의 전면상에 가교결합된 제1 결합제; 및

c) 상기 제1 결합제에 적어도 부분적으로 매립되어 있는 다수의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마용품.
a) 코팅된 연마용품에 사용하기에 적합한 백킹; 및

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 30 내지 약 95 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 5 내지 약 70 중량%, 및

ⅲ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성 조성물인 프리사이즈(presize) 결합제 전구체로부터 형성된, 백킹상에 가교결합된 프리사이즈층

을 포함하는, 제1항의 코팅된 연마용품에 사용하기 위한 프리사이즈 백킹.
a) 전면 및 후면을 갖는 백킹;

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 2 내지 약 98 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 1 내지 약 90 중량%,

ⅲ) 다관능성 아크릴레이트 성분 약 0.1 내지 약 20 중량%, 및

ⅳ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 성분들을 혼합하여 제조된 에너지 경화성 조성물인 제1 결합제 전구체로부터 형성되며, 상기 백킹의 전면상에 가교결합된 제1 결합제; 및

c) 상기 제1 결합제에 적어도 부분적으로 매립되어 있는 다수의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마용품.
a) 코팅된 연마용품에 사용하기에 적합한 백킹; 및

b) 수지의 총함량을 기준하여,

i) 에폭시 수지 약 2 내지 약 98 중량%,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 약 1 내지 약 90 중량%, 및

ⅲ) 다관능성 아크릴레이트 성분 약 0.1 내지 약 20 중량%, 및

ⅳ) 유효량의 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성 조성물인 프리사이즈 결합제 전구체로부터 형성된, 백킹상에 가교결합된 프리사이즈층

을 포함하는, 제3항의 코팅된 연마용품에 사용하기 위한 프리사이즈 백킹.
a) 전면 및 후면을 갖는 백킹을 제공하는 단계;

b) i) 에폭시 수지,

ⅱ) 에틸렌-비닐 아세테이트, 및

ⅲ) 상기 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 에너지 경화성 용융가공성 제1 결합제 전구체를 백킹의 전면상에 도포하는 단계;

c) 상기 제1 결합제 전구체를 에너지 원에 노출시켜 상기 제1 결합제 전구체의 경화를 적어도 부분적으로 개시시키는 단계;

d) 상기 제1 결합제에 다수의 연마 입자를 적어도 부분적으로 매립시키는 단계; 및

e) 상기 제1 결합제 전구체를 충분히 경화시켜 그안에 다수의 연마 입자가 적어도 부분적으로 매립되어 있는 가교결합된 코팅을 형성시키는 단계

를 포함하는, 제1항 또는 제3항의 코팅된 연마용품의 제조 방법.
a) 에폭시 수지;

b) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지;

c) 다관능성 아크릴레이트 성분; 및

d) 유효량의 에폭시 수지 가교결합용 경화제

를 포함하는 성분들을 혼합하여 제조된, 제3항의 연마용품 또는 제4항의 프리사이즈 백킹용 에너지 경화성 결합제 전구체로 사용하기 위한 조성물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 결합제 및 연마 입자상에 제2 결합제를 더 포함하는 코팅된 연마용품.
제1항 내지 제4항 또는 제6항중 어느 한 항에 있어서, 제1 결합제 전구체가 용융가공성 수지 또는 용융 조성물인 코팅된 연마용품, 프리사이즈 백킹 또는 조성물.
제1항에 있어서, 제1 결합제 전구체가 고온 용융 감압성 접착제인 코팅된 연마용품.
제1항 내지 제4항 또는 제6항중 어느 한 항에 있어서, 경화제가 산을 발생시켜 에폭시 수지의 중합을 촉진시킬 수 있는 양이온 광촉매인 것인 코팅된 연마용품, 프리사이즈 백킹 또는 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 에닐렌-비닐 아세테이트 공중합체가 약 30 중량% 이상의 비닐 아세테이트를 포함하는 것인 코팅된 연마용품 또는 프리사이즈 백킹.
제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제 전구체가 열가소성 폴리에스테르를 더 함유하는 것인 코팅된 연마용품 또는 프리사이즈 백킹.
제2항 또는 제4항에 있어서, 코팅된 연마용품이 다수의 독립된 연마 디스크가 서로 결합하여 롤을 형성한 연결된 형태인 것인 코팅된 연마용품.
제3항, 제4항 또는 제6항중 어느 한 항에 있어서, 제1 결합제 전구체가 다관능성 아크릴레이트를 가교결합시키는 수단을 더 포함하는 것인 코팅된 연마용품, 프리사이즈 백킹 또는 조성물.
제3항, 제4항 또는 제6항중 어느 한 항에 있어서, 에폭시 수지 가교결합용 경화제가 광촉매 또는 열 경화제인 코팅된 연마용품, 프리사이즈 백킹 또는 조성물.
제15항에 있어서, 광촉매가 산을 발생시켜 에폭시 수지의 중합을 촉진시킬 수 있는 양이온성 광촉매인 것인 코팅된 연마용품.
제3항, 제4항 또는 제6항중 어느 한 항에 있어서, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체가 비닐 아세테이트 약 20 내지 약 99 중량%를 함유하는 것인 코팅된 연마용품, 프리사이즈 백킹 또는 조성물.
제3항 또는 제4항에 있어서, 결합제 전구체가 에폭시 수지 약 50 내지 약 94 중량%, 비닐 아세테이트 약 40 내지 약 90 중량%를 함유하는 에틸렌-비닐 아세테이트 약 5 내지 약 50 중량%, 및 다관능성 아크릴레이트 성분 약 0.1 내지 약 15 중량%를 함유하는 것인 코팅된 연마용품 또는 프리사이즈 백킹.
제6항에 있어서, 용액 혼합물 또는 용융 혼합물인 조성물.
제6항에 있어서, 수지의 총함량을 기준하여, 에폭시 수지가 약 2 내지 약 98 중량%의 양으로 존재하며, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지가 약 1 내지 약 90 중량%의 양으로 존재하며, 다관능성 아크릴레이트 성분이 약 0.1 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
제6항에 있어서, 수지의 총함량을 기준하여, 에폭시 수지가 약 70 내지 약 92 중량%의 양으로 존재하며, 비닐 아세테이트 약 40 내지 약 95 중량%를 함유하는에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지가 약 5 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하며, 다관능성 아크릴레이트 성분이 약 3 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하며, 에폭시 수지용 경화제가 광활성 경화제이며, 다관능성 아크릴레이트 성분의 경화 수단이 광개시제인 것인 조성물.