KR20160071416A - Coated abrasive article and method of making the same - Google Patents
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Abstract
구조화된 연마 용품을 레이저 빔에 의해서 접촉시켜서 연마 표면의 일부 상에 미세다공성 표면 구역을 생성하여, 배킹 및 배킹에 고정된 연마 복합재를 포함하는 연마 층을 포함하는 코팅된 연마 용품을 제조한다.The structured abrasive article is contacted by a laser beam to create a microporous surface area on a portion of the abrasive surface to produce a coated abrasive article comprising an abrasive layer comprising a backing and a polishing composite secured to the backing.
Description
본 개시내용은 대략적으로 코팅된 연마 용품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.This disclosure relates generally to coated abrasive articles and methods of making the same.
코팅된 연마 용품은 일반적으로 배킹(backing)에 고정된 연마 층을 포함한다. 배킹은 전형적으로 배킹의 맞은 편 상에 2개의 주표면을 갖는다. 연마 층은 일반적으로 적어도 하나의 결합제 매트릭스에 의해서 보유된 연마 입자를 포함한다. 코팅된 연마 용품 (또한 "구조화된 연마 용품(structured abrasive article)"으로서 공지됨)의 특정 한 유형에서, 연마 층은 복수의 형상화된 연마 복합재(shaped abrasive composite)를 포함한다. 각각의 형상화된 연마 복합재 (예를 들어, 피라미드)는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함한다.The coated abrasive article generally comprises an abrasive layer secured to a backing. The backing typically has two major surfaces on opposite sides of the backing. The abrasive layer generally comprises abrasive particles held by at least one binder matrix. In a particular type of coated abrasive article (also known as a "structured abrasive article"), the abrasive layer comprises a plurality of shaped abrasive composites. Each shaped abrasive composite (e.g., a pyramid) comprises abrasive particles retained within the binder matrix.
다수의 구조화된 연마 용품에서, 형상화된 연마 복합재는 명확한 기하학적 형상, 예를 들어 3-면 피라미드 또는 절단 피리미드, 또는 4-면 기둥 또는 6-면 기둥을 갖는다. 이러한 유형의 구조화된 연마 용품은 예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 상표명 "트리작트(TRIZACT)" 하에 수년 동안 상업적으로 입수가능하였다. 이러한 구조화된 연마 용품은 전형적으로 연마 입자 및 경화성 결합제 매트릭스 전구체의 슬러리를 제조 공구(production tool)의 캐비티(cavity)로 캐스팅(casting)하고, 그 후 배킹을 제조 공구의 주형 표면에 적층하고, 결합제 매트릭스 전구체를 경화시키고, 제조 공구를 생성된 구조화된 연마 용품으로부터 분리함으로써 제조된다. 이러한 공정에 의해서 제조된 연마 복합재는 전형적으로는, 그것이 경화 전에 성형되었다는 사실로 인해서 고 배율로 관찰했을 때 매끄러운 표면을 갖고, "정밀-형상화"되었다고 지칭되어 왔다. 그 결과, 연마 입자가 결합제 매트릭스 내에 묻혀있어서 초기 절삭률(cut rate)이 낮아지므로, 최적 연삭(grinding) 성능이 성취되기 전에 시운전 기간(break in period)이 전형적으로 필요하다.In many structured abrasive articles, the shaped abrasive composite has a distinct geometric shape, such as a three-face pyramid or a cut pyramid, or a four-face or six-face post. This type of structured abrasive article is commercially available for example from the 3M Company (St. Paul, MN, USA) under the trade name "TRIZACT" for several years. Such structured abrasive articles typically include casting a slurry of abrasive particles and a curable binder matrix precursor into a cavity of a production tool and then laminating the backing to the mold surface of the manufacturing tool, Curing the matrix precursor, and separating the manufacturing tool from the resulting structured abrasive article. The abrasive composites produced by this process have typically been referred to as being "precision-shaped", having a smooth surface when viewed at high magnification due to the fact that it was molded prior to curing. As a result, a break in period is typically required before the optimum grinding performance is achieved, as the abrasive particles are buried in the binder matrix and the initial cut rate is lowered.
미국 특허 제8,444,458호 (쿨러(Culler) 등)에 기술된 일 방법에서, 연마 용품, 예컨대 구조화된 연마 용품은 그것을 플라즈마에 적용함으로써 처리될 수 있고, 그로 인해서 연마 표면이 침식되어 가교-결합된 결합제 내에 분산된 연마 입자의 적어도 일부를 노출하여 연마 복합재를 형성할 수 있다. 플라즈마 처리를 위한 공정 조건에 따라서, 연마 표면으로부터 가교-결합된 결합제의 작은 부분 만을 침식시키거나 또는 실질적으로 전부를 침식시키는 것이 가능하다. 연마 용품의 초기 절삭률이 제어될 수 있는데, 그 이유는 노출되는 연마 입자의 정도, 높이 또는 면적을 정밀하게 제어하는 것이 가능하기 때문이다.In one method described in U.S. Patent No. 8,444,458 (Culler et al.), An abrasive article, such as a structured abrasive article, can be treated by applying it to a plasma, whereby the abrasive surface is eroded to form a cross- At least a portion of the abrasive particles dispersed in the abrasive particles may be exposed to form the abrasive composite. Depending on the processing conditions for the plasma treatment, it is possible to erode only a small portion of the cross-linked binder from the polishing surface or substantially all of it. The initial cutting rate of the abrasive article can be controlled because it is possible to precisely control the degree, height or area of the abrasive particles to be exposed.
그러나, 플라즈마 에칭은 비교적 복잡하고, 고비용인 공정이고, 롤 물품 상에서 실시되는 경우 균일한 (즉, 마스킹되지 않은) 노출에 일반적으로 가장 적합하다. 초기 절삭률을 제어하기 위한 대안적인 방법의 필요성이 존재한다.However, plasma etching is a relatively complex, costly process and is generally best suited for uniform (i.e., unmasked) exposure when implemented on a roll article. There is a need for an alternative method for controlling the initial cut rate.
본 개시내용은 구조화된 연마 용품의 절삭률에 영향을 미치는 대안적인 방법을 제공한다. 그 방법은 일반적으로 입수가능한 레이저 장비를 사용하여 제조 동안, 전환(converting) 동안 또한 전환 후에 편리하게 수행될 수 있고, 그 방법은 구조화된 연마 용품에 일반적으로 적용가능하다.The present disclosure provides an alternative method of affecting the rate of cut of a structured abrasive article. The method may conveniently be performed during manufacture, during conversion, and after conversion using generally available laser equipment, and the method is generally applicable to structured abrasive articles.
일 측면에서, 본 개시내용은 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공하며, 그 방법은In one aspect, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article,
제1 주표면 및 대향하는 제2 주표면을 갖는 배킹; 및A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층 - 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고, 연마 표면은 배킹의 제1 주표면 상에 제1 돌출 영역을 가짐 -을 포함하는 구조화된 연마 용품을 제공하는 단계; 및The abrasive layer-abrasive layer affixed to the first major surface of the backing comprises a abrasive composite secured to a first major surface of the backing, the abrasive layer having a polishing surface opposite the second major surface of the backing, Providing a structured abrasive article comprising abrasive particles held in a binder matrix, wherein the abrasive surface has a first projecting region on a first major surface of the backing; And
연마 표면의 일부를 레이저 빔과 접촉시켜서 연마 표면에 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역 - 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기(surface roughness)를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)임 -을 제공하는 단계를 포함한다.Wherein at least one microporous surface zone-most of the microporous surface zone on the polishing surface comprises a binder matrix, wherein at least one microporous surface zone is in contact with at least one microporous surface zone Wherein the projection of at least one microporous surface zone on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a greater surface roughness than a portion of the abrading surface immediately adjacent to the first major surface And the ratio of the second protruding area to the first protruding area is 0.15 to 0.90 (inclusive of these values).
또 다른 측면에서, 본 개시내용은In yet another aspect,
제1 주표면 및 대향하는 제2 주표면을 갖는 배킹; 및A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층을 포함하는 코팅된 연마 용품을 제공하며, 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 연마 표면의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상의 제1 돌출 영역에 상응하고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고,A polishing abrasive article comprising a polishing layer secured to a first major surface of a backing, the polishing layer comprising abrasive composite anchored to a first major surface of the backing, The protrusion of the polishing surface on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface corresponds to a first protruding area on the first major surface of the backing and the abrasive composite has an abrasive surface on the opposite side of the abrasive surface, Particles,
연마 표면은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역을 포함하고, 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)이다.Wherein the polishing surface comprises at least one microporous surface region, wherein the majority of the microporous surface region comprises a binder matrix, and wherein at least one microporous surface region comprises at least one microporous surface region in a portion of the polishing surface immediately adjacent to the at least one microporous surface region Wherein the projection of at least one microporous surface area on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a second projected area on the first major surface of the backing, The ratio of the second protruding region to the region is 0.15 to 0.90 (inclusive).
본 개시내용에 따라서 제조된 생성된 레이저-처리된 코팅된 연마 용품은 예를 들어, 작업편의 연마에 유용하고, 동일한 연마 용품의 개질되지 않은 형태에 비해서 개선된 초기 절삭을 나타낼 수 있다.The resulting laser-treated coated abrasive article produced in accordance with this disclosure is useful, for example, for polishing workpieces and may exhibit improved initial cuts compared to unmodified forms of the same abrasive article.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 형상화된 연마 복합재와 관련하여 "조밀(close-packed)"은 각각의 형상화된 (예를 들어, 피라미드형 또는 절단 피라미드형) 연마 복합재의 기저부 (또는 그것을 제조하는 데 사용되는 제조 공구 내의 각각의 상응하는 캐비티의 개구부)가 그의 전체 원주를 따라서 근접한 형상화된 연마 복합재 (또는 캐비티)에 인접한 것을 의미하지만, 단 물론 이것이 가능하지 않을 연마 층 또는 주형의 주위는 제외된다.As used herein, "close-packed " in the context of a shaped abrasive composite refers to the base (or the base) of each shaped (e.g., pyramidal or truncated pyramidal) (Or openings of respective corresponding cavities in the manufacturing tool used) are adjacent to the shaped shaped abrasive composites (or cavities) along their entire circumference, but of course the circumference of the abrasive layer or mold that is not possible is excluded.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 형상화된 연마 복합재와 관련하여 "레이저-처리된"은 형상화된 연마 복합재가 형상화된 연마 복합재의 일부를 (예를 들어, 기화에 의해서 또는 연마 입자의 경우에 탈출에 의해서) 제거하기에 적절한 파장 및 충분한 강도 및 기간의 레이저 빔과 접촉된 것을 의미한다.As used herein, the term "laser-treated " in connection with shaped abrasive composites is used to describe a portion of a shaped abrasive composite (e.g., by vaporization or in the case of abrasive particles, ) And a laser beam of sufficient intensity and duration.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "미세다공성 표면 구역"은 약 0.5 내지 20 마이크로미터 크기인 조밀 구멍 및/또는 틈을 갖는 표면 구역을 지칭한다.As used herein, the term "microporous surface zone" refers to a surface zone having dense holes and / or gaps of about 0.5 to 20 micrometers in size.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "정밀하게-형상화된 연마 복합재"는 주형으로부터 제거되기 전에 적어도 부분적으로 경화된 주형 내의 캐비티에 존재하는 연마 슬러리로부터 형성된다. 형상화된 연마 복합재를 제조하기 위한 로토그라비어 인쇄(rotogravure printing) 또는 엠보싱 방법과 달리, 성형/부분 경화 공정은 상당히 더 양호한 형상 보유성 및 모서리 묘사성을 갖고, 주형에 존재하는 동안 적어도 부분적으로 경화됨으로써 주형의 표면을 실질적으로 모사한 표면 또는 형상을 갖는 형상화된 연마 복합재를 제조한다. 제조 실수 (예를 들어, 공기 방울 포함)로 인한 형상 결함을 갖는 형상화된 연마 복합재가 또한 이러한 용어에 의해서 포함된다.As used herein, a "precisely-shaped abrasive composite" is formed from a polishing slurry present in a cavity in a mold that is at least partially cured prior to removal from the mold. Unlike rotogravure printing or embossing methods for making shaped abrasive composites, the molding / partial curing process has significantly better shape retention and edge descriptiveness and is at least partially cured during its existence in the mold A shaped abrasive composite is produced having a surface or shape substantially simulating the surface of the mold. Shaped abrasive composites having shape defects due to manufacturing errors (e.g., including air bubbles) are also encompassed by these terms.
본 개시내용의 특징들 및 이점들은 발명의 상세한 설명뿐만 아니라 첨부된 청구범위의 고려 시에 추가로 이해될 것이다.The features and advantages of the present disclosure will be further understood upon consideration of the detailed description of the invention as well as the appended claims.
도 1a는 본 개시내용에 따른 예시적인 코팅된 연마 용품 (100)의 개략적인 사시도이고;
도 1b는 도 1a의 구역 1b의 확대도이고;
도 1c는 면 1c-1c를 따르는 코팅된 연마 용품 (100)의 단면도이고;
도 1d는 연마 표면의 돌출 영역 및 그의 거칠어진(roughened) 부분을 계산하는 방법을 보여주는 도 1a의 구역 1d의 확대도이고;
도 2는 실시예 2의 코팅된 연마 용품의 50X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 3은 실시예 5의 코팅된 연마 용품의 50X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 4는 실시예 13의 코팅된 연마 용품의 50X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 5는 실시예 15의 코팅된 연마 용품의 100X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 6은 실시예 18의 코팅된 연마 용품의 50X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 7은 실시예 20의 코팅된 연마 용품의 300X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 8은 실시예 20의 코팅된 연마 용품의 1000X 배율에서의 현미경 사진이고;
도 9는 실시예 20의 코팅된 연마 용품의 1500X 배율에서의 현미경 사진이다.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복되는 사용은 본 개시내용의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내도록 의도된다. 본 개시내용의 원리의 범주 및 사상에 속하는 많은 다른 변형 및 실시양태가 본 기술 분야의 숙련인에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다. 도면은 축적대로 도시되지 않을 수 있다.IA is a schematic perspective view of an exemplary coated
Figure 1b is an enlarged view of
1C is a cross-sectional view of coated
1D is an enlarged view of
Figure 2 is a micrograph at 50X magnification of the coated abrasive article of Example 2;
Figure 3 is a micrograph at 50X magnification of the coated abrasive article of Example 5;
Figure 4 is a micrograph at 50X magnification of the coated abrasive article of Example 13;
5 is a micrograph at 100X magnification of the coated abrasive article of Example 15;
Figure 6 is a micrograph at 50X magnification of the coated abrasive article of Example 18;
Figure 7 is a micrograph at 300X magnification of the coated abrasive article of Example 20;
8 is a micrograph at 1000X magnification of the coated abrasive article of Example 20;
9 is a micrograph at 1500X magnification of the coated abrasive article of Example 20. FIG.
Repeated use of the reference numerals in the present specification and drawings is intended to represent the same or similar features or elements of the present disclosure. It should be understood that many other modifications and embodiments belonging to the scope and spirit of the principles of the present disclosure may be developed by those skilled in the art. The drawings may not be drawn to scale.
본 개시내용은 연마 제품의 재형성(reformulation)을 요구하지 않으면서 용이하게 수행될 수 있는 구조화된 연마 용품의 초기 절삭 특성을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 간략히, 본 발명자들은 구조화된 연마 용품의 표면의 실질적인 부분을 레이저 처리함으로써, 실질적으로 개선된 초기 절삭 (증가된 재료 제거)이 성취될 수 있음을 발견하였다.This disclosure is directed to a method of improving the initial cutting characteristics of a structured abrasive article that can be easily performed without requiring reformulation of the abrasive article. Briefly, the inventors have found that substantially improved initial cutting (increased material removal) can be achieved by laser processing a substantial portion of the surface of the structured abrasive article.
본 방법에 따라서, 레이저 빔은 연마 층이 개질되는 충분한 시간 및 강도로 구조화된 연마 용품의 연마 표면에 안내된다. 전형적으로, 레이저 빔의 에너지 밀도는 결합제 매트릭스를 기화시키고/기화시키거나 결합제 매트릭스의 용융 유동을 유발하기에 충분해야 한다. 결국, 이는 결합제 매트릭스에 의해서 더 이상 단단하게 결속되지 않은 연마 입자의 손실을 유발한다. 전형적으로, 본 방법은 연마 표면에서의 재료 손실 (즉, 재료 제거) 및 구조화된 연마 용품의 상응하는 중량 손실을 동반한다.According to the present method, the laser beam is guided to the abrasive surface of the structured abrasive article with sufficient time and intensity that the abrasive layer is modified. Typically, the energy density of the laser beam should be sufficient to vaporize and / or vaporize the binder matrix or to cause melt flow of the binder matrix. This, in turn, results in the loss of abrasive particles that are no longer tightly bound by the binder matrix. Typically, the method involves material loss (i.e., material removal) at the polishing surface and corresponding weight loss of the structured polishing article.
적합한 레이저는 예를 들어, 적외선 레이저, 가시광 레이저 및 자외선 레이저를 포함한다. 레이저는 조정가능한 파장 또는 고정 파장 및/또는 펄스형 웨이브 또는 연속형 웨이브 (CW)일 수 있다. 충분한 출력의 적외선 레이저의 예는 이산화탄소 (CO2) 레이저를 포함한다. 적외선 파장 범위에서 작동하는 다른 레이저는 예를 들어, 고체 상태 결정 레이저 (예를 들어, 루비, Nd/YAG), 화학 레이저, 일산화탄소 레이저, 섬유 레이저, 및 고체 상태 레이저 다이오드를 포함한다. 전형적으로, 펄스형 적외선 레이저 (예를 들어, 초고속 펄스형 레이저 포함)가 매우 효율적인데, 그 이유는 그것이 일반적으로 동등한 평균 출력량의 연속형 웨이브 적외선 레이저보다 더 높은 피크 조도(irradiance)를 전달하기 때문이다. CO2 레이저는 다이오드 레이저 다음으로 두번째로 저렴한 적외선 레이저 광자원이고, 자외선 레이저 대체품보다 실질적으로 더 저렴하다.Suitable lasers include, for example, infrared lasers, visible lasers and ultraviolet lasers. The laser may be an adjustable wavelength or a fixed wavelength and / or a pulsed wave or a continuous wave (CW). Examples of the infrared laser having a sufficient output include carbon dioxide (CO 2) laser. Other lasers operating in the infrared wavelength range include, for example, solid state determination lasers (e.g., ruby, Nd / YAG), chemical lasers, carbon monoxide lasers, fiber lasers, and solid state laser diodes. Typically, pulsed infrared lasers (including ultra-high speed pulsed lasers) are very efficient because they deliver higher peak irradiance than continuous wave infrared lasers of generally equivalent average power to be. CO 2 lasers are the second most inexpensive infrared laser source next to diode lasers and are substantially cheaper than ultraviolet laser alternatives.
신속한 가공을 제공하기 위해서, 본 개시내용의 실시에서 사용되는 적외선 레이저 빔(들)은 전형적으로 적어도 60 와트 (W); 예를 들어, 70 W, 80 W, 90 W, 또는 그 초과의 평균 출력을 갖는다. 마찬가지로, 절삭될 기재에서 적외선 레이저 빔의 단면적 (즉, 스팟 크기)은 바람직하게는 매우 작다. 예를 들어, 적외선 레이저 빔은, 평균 빔 강도의 적어도 1/2의 강도를 갖는 스팟의 모든 부분 전체가 0.3 제곱밀리미터 (㎟) 이하, 약 0.1 ㎟ 미만 또는 심지어는 0.01 ㎟ 미만의 면적을 갖도록 하는, (적외선 레이저 빔이 코팅된 연마 용품을 접촉하는 경우) 스팟으로 포커싱될 수 있지만, 더 작은 스팟 크기 및 더 큰 스팟 크기가 또한 사용될 수 있다. 상기 조건을 사용하여, 양호한 표면 거칠어짐을 성취하여 적어도 10 밀리미터/초 (mm/sec), 또는 심지어는 적어도 20 mm/sec의 트레이스 속도(trace rate) (즉, 빔이 기재를 가로질러서 주사되는 속도)에서 미세다공성 구역을 제조하는 것이 전형적으로 가능하지만, 더 느린 트레이스 속도가 또한 사용될 수 있다.In order to provide rapid processing, the infrared laser beam (s) used in the practice of this disclosure typically have at least 60 watts (W); For example, an average power of 70 W, 80 W, 90 W, or more. Likewise, the cross-sectional area (i.e., spot size) of the infrared laser beam in the substrate to be cut is preferably very small. For example, the infrared laser beam may be such that all portions of the spot having an intensity at least one-half of the average beam intensity have an area less than 0.3 square millimeters (mm 2), less than about 0.1 mm 2, or even less than 0.01 mm 2 (When an infrared laser beam is contacted with a coated abrasive article), but a smaller spot size and a larger spot size may also be used. Using the above conditions, it is possible to achieve good surface roughening so that a trace rate of at least 10 millimeters per second (mm / sec), or even at least 20 mm per second (i.e. the rate at which the beam is scanned across the substrate ), It is typically possible to produce microporous zones, but slower tracer rates may also be used.
연마 층의 레이저 처리는 레이저 빔의 단일 트레이스 또는 다수의 중첩된 트레이스를 사용하여 성취될 수 있다. 다수의 레이저 빔이 동시에 또는 순차적으로 사용될 수 있다. 다수의 레이저 빔이 사용되는 경우, 그들은 동일하거나 또는 상이한 파장을 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 코팅된 연마 용품의 개별 성분을 각각의 성분 (예를 들어, 배킹 및 연마 층)의 흡수 밴드로 각각 조정된 적외선 레이저 빔을 사용하여 순차적으로 제거한다. 또 다른 실시양태에서, 코팅된 연마 용품의 개별 성분을 코팅된 연마 용품의 별개의 성분 (예를 들어, 배킹 및 연마 층)의 흡수 밴드로 조정된 다수의 적외선 레이저 빔을 사용하여 동시에 제거한다.The laser processing of the abrasive layer can be accomplished using a single trace of the laser beam or multiple overlapping traces. A plurality of laser beams can be used simultaneously or sequentially. When multiple laser beams are used, they may have the same or different wavelengths. In one embodiment, the individual components of the coated abrasive article are sequentially removed using an infrared laser beam, each adjusted to the absorption band of each component (e.g., backing and polishing layer). In another embodiment, the individual components of the coated abrasive article are simultaneously removed using a plurality of infrared laser beams adjusted to the absorption bands of the separate components of the coated abrasive article (e.g., backing and polishing layer).
예를 들어, 추가 성분이 존재하는 경우, 추가 적외선 레이저가 또한 사용될 수 있다. 다수의 적외선 레이저 빔이 사용되는 경우, 그의 트레이스는 전형적으로는 중첩되어 최대 이익을 성취해야 하지만, 이것이 필요조건은 아니다.For example, if additional components are present, additional infrared lasers may also be used. Where multiple infrared laser beams are used, their traces typically have to be superimposed to achieve maximum benefit, but this is not a requirement.
연마 층에 의한 레이저 빔의 흡수는 단일 광자 또는 다광자 흡수 (즉, 비선형 흡수)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 흡수는 단일 광자 흡수이다.Absorption of the laser beam by the abrasive layer may include single photon or multiphoton absorption (i.e., nonlinear absorption). Typically, the absorption is a single photon absorption.
요구되는 것은 아니지만, 배킹의 손상을 최소화하기 위해서 구조화된 연마 층을 지지하는 배킹이 레이저 빔을 많이 흡수하지 않는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들어, 레이저 선택, 배킹 선택, 결합제 매트릭스 중의 흡수제(들)의 포함 또는 그의 조합에 의해서 성취될 수 있다.Although not required, it is desirable that the backing supporting the structured abrasive layer does not absorb much of the laser beam in order to minimize damage to the backing. This may be accomplished, for example, by laser selection, backing selection, inclusion of the absorbent (s) in the binder matrix, or combinations thereof.
레이저 빔은 전형적으로 광학적으로 안내되거나 또는 주사되고, 조절되어 미세다공성 구역(들)을 위한 목적하는 패턴을 형성한다. 레이저 빔은 하나 이상의 미러 (예를 들어, 회전 미러 및/또는 주사 미러) 및/또는 렌즈의 조합을 통해서 안내될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기재는 레이저 빔에 대해 이동될 수 있다. 추가의 또 다른 구성에서, 포커싱 부재가 웹에 대해서 (예를 들어, X, Y, Z 알파, 또는 쎄타 방향 중 하나 이상) 이동할 수 있다. 레이저 빔은 연마 층의 표면 (예를 들어, 상부 표면)에 대한 입사각으로 주사될 수 있다. 예를 들어, 입사각은 90° (즉, 연마 층에 수직임), 85°, 83°, 80°, 70°, 60°, 50°, 45°, 또는 심지어는 그 미만일 수 있다.The laser beam is typically optically guided or scanned and adjusted to form the desired pattern for the microporous zone (s). The laser beam may be guided through one or more mirrors (e.g., a rotating mirror and / or a scanning mirror) and / or a combination of lenses. Alternatively or additionally, the substrate may be moved relative to the laser beam. In yet another configuration, the focusing member may move relative to the web (e.g., in one or more of the X, Y, Z alpha, or theta directions). The laser beam can be scanned at an incident angle to the surface of the polishing layer (e.g., the top surface). For example, the angle of incidence may be 90 degrees (i.e., perpendicular to the abrasive layer), 85, 83, 80, 70, 60, 50, 45, or even less.
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품을 제조하기 위한 최적의 레이저 작동 조건은 선택된 구조화된 연마 용품에 따라서 달라질 수 있지만 (예를 들어, 미네랄 적재량 및 레이저 주파수에서의 흡수가 전형적으로 달라질 수 있음), 그것은 레이저 빔 강도 및/또는 이동 속도를 조정함으로써 주어진 조사 패턴에 대해서 쉽게 결정될 수 있다.Although optimal laser operating conditions for manufacturing coated abrasive articles in accordance with the present disclosure may vary depending upon the selected structured abrasive article (e.g., the amount of mineral loading and absorption at the laser frequency typically can vary) It can be easily determined for a given irradiation pattern by adjusting the laser beam intensity and / or the moving speed.
긴 수명을 제공하고, 배킹에 대한 손상을 방지하기 위해서, 레이저 처리 조건은 바람직하게는 연마 표면 상에 미세다공성 표면 구역(들)을 생성하는 대략 최소한의 양의 에너지를 제공하도록 조정된다. 예를 들어, 연마 복합재의 높이 감소는 30% 미만, 바람직하게는 20% 미만, 보다 바람직하게는 10% 미만일 수 있지만, 이것이 필요조건은 아니다.In order to provide long life and to prevent damage to the backing, the laser treatment conditions are preferably adjusted to provide an approximately minimum amount of energy to produce the microporous surface area (s) on the polishing surface. For example, the height reduction of the abrasive composite may be less than 30%, preferably less than 20%, more preferably less than 10%, but this is not a requirement.
연마 용품을 전환시키는 데 사용되는 레이저가 일부 실시양태에서 바람직한데, 그 이유는 레이저 처리 단계가 그러한 경우에 동시에 수행될 수 있기 때문이다.The lasers used to switch the abrasive article are preferred in some embodiments because the laser processing step can be performed in such a case at the same time.
예시적인 코팅된 연마 용품이 도 1a 내지 도 1d에 도시되어 있다. 이제 도 1a 내지 도 1c를 참고하면, 코팅된 연마 디스크 (100)는 제1 주표면 및 제2 주표면 (115 및 117)을 각각 갖는 배킹 (110)을 갖는다. 선택적인 접착제 층 (120)이 제2 주표면 (117)을 접촉하고, 그에 부착되어 그와 동일 평면(coextensive)을 이룬다. 구조화된 연마 층 (130)은 외측 경계 (150)를 갖고, 배킹 (110)의 제1 주표면 (115)을 접촉하고, 그에 부착되어 그와 동일 평면을 이룬다. 구조화된 연마 층 (130)은 피라미드형 연마 복합재 (162)의 조밀 어레이를 포함한다.An exemplary coated abrasive article is shown in Figs. 1A-1D. Referring now to Figures 1A-1C, a coated
선택적인 부착 계면 층 (140) (후크 및 루프 2-파트 패스닝 시스템(hook and loop two-part fastening system)의 루프 부분으로서 도시됨)이 제2 주표면 (117) 또는 존재하는 경우 선택적인 접착제 층 (120)에 부착되어 있다. 연마 표면 (180)의 미세다공성 표면 구역 (184)은 연마 표면 (180) 상에 균일하게 연장된 격자 패턴 (190)을 형성한다. 이제 도 1c를 참고하면, 피라미드형 연마 복합재 (162)는 결합제 매트릭스 (138) 내에 보유된 연마 입자 (137)를 포함한다. 구조화된 연마 층 (130)의 연마 표면 (180)의 일부는 레이저-처리된 정밀하게-형상화된 연마 복합재 (164)를 포함한다.An optional attachment interface layer 140 (shown as the loop portion of a hook and loop two-part fastening system) is attached to the second
다시 도 1a를 참고하면, 구조화된 연마 층 (130)의 연마 표면 (180)의 미세다공성 표면 구역 (184)은 레이저-처리된 정밀하게-형상화된 연마 복합재 (164)를 포함한다.Referring again to FIG. 1A, the
도 7 내지 도 9 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 미세다공성 표면 구역 (184)의 대부분은 결합제 매트릭스 (138)를 포함하고, 연마 입자 (137)는 비교적 더 적게 존재한다. 추가로, 미세다공성 표면 구역 (184)은 미세다공성 표면 구역 (184)에 바로 근접한 연마 표면 (180)의 부분 (187)보다 더 큰 표면 거칠기를 갖는다.7 to 9 and 1C, most of the
도 1d는 배킹의 제1 주표면 상에서 연마 표면 및 미세다공성 표면 구역을 돌출시키기 위한 절차를 기술한다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 연마 표면 (180)은 제1 길이 (200), 제1 폭 (210), 및 제1 높이 (250)를 갖는다. 제1 주표면 (115)에 수직인 방향 (142)에서의 돌출은 그 높이를 0으로 감소시켜서 제1 돌출 표면 영역 (132p)을 생성한다. 제1 돌출 길이 (200p) 및 제1 돌출 폭 (210p)은 각각 제1 길이 (200) 및 제1 폭 (210)으로부터 변화되지 않는다. 그러면, 제1 돌출 표면 영역은 제1 길이 (200) × 제1 폭 (210)으로서 계산될 수 있다. 마찬가지로, 제2 길이 (205), 제2 폭 (220), 및 제2 높이 (240)를 갖는 미세다공성 표면 구역 (184)의 경우, 높이를 0으로 감소시켜서 제2 돌출 표면 영역 (134p)을 생성하고, 이것은 제2 길이 (205)에 동등한 제2 돌출 길이 (205p), 및 제2 폭 (220)에 동등한 제2 돌출 폭 (220p)을 갖는다. 상기와 같이, 돌출 영역에서, 제1 길이 (200) 및 제1 폭 (220)은 제1 주표면 상에서 돌출 후에 변화되지 않는다.Figure 1d describes a procedure for protruding the abrasive surface and the microporous surface area on the first major surface of the backing. The polishing
도 1d에 도시된 예가 이해를 용이하게 하기 위해서 단순한 경우를 도시하지만, 예를 들어, 복잡한 패턴 및 설계를 더 작은 부분에서 분석하고, 그 결과를 조합함으로써 동일한 방법이 또한 복잡한 패턴 및 설계에 적용될 수 있다는 것을 인지할 것이다.Although the example shown in Figure ID illustrates a simple case to facilitate understanding, for example, by analyzing complex patterns and designs in smaller portions and combining the results, the same method can also be applied to complex patterns and designs .
전형적인 구조화된 연마 용품의 경우, 돌출 영역을 측정하기 위한 단순한 한 방식은 배킹의 제1 표면에 수직인 관찰선을 따라서 (예를 들어, 디지탈 사진기 또는 디지탈 현미경을 사용하여) 연마 층을 영상화하는 것이다. 이제, 생성된 2차원 영상은 예를 들어, 픽셀 분석 또는 절삭 및 중량 기술에 의해서 두 돌출 표면 영역 모두의 직접적인 측정을 허용한다. 판상이 아니거나 또는 판상으로 제조될 수 없는 연마 배킹의 경우, 연마 표면 상의 다수의 지점에서 국지적으로 수직인 관찰선을 따라서 반복적으로 영상화할 수 있다.In the case of typical structured abrasive articles, a simple way to measure projected areas is to image the abrasive layer along an observation line perpendicular to the first surface of the backing (e.g., using a digital camera or digital microscope) . Now, the generated two-dimensional image allows direct measurement of both projected surface areas, for example, by pixel analysis or cutting and weighting techniques. In the case of a polishing backing that is not plate-like or can not be made in a plate, it can be repeatedly imaged along a locally vertical line of observation at multiple points on the polishing surface.
본 발명자들은, 미세다공성 표면 구역에 의한 연마 표면의 불충분한 피복은 초기 절삭을 특히 이롭게 개선시키지 않는다는 것을 발견하였다. 다른 한편, 연마 표면의 과도한 피복은 제품 수명을 과도하게 감소시킨다. 따라서, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함) 범위여야 한다. 일부 실시양태에서, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 또는 심지어는 0.40 내지 0.80 (이들 수치 포함) 범위여야 한다. 일부 실시양태에서, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 또는 심지어는 0.40 내지 0.70 (이들 수치 포함) 범위이다. 일부 실시양태에서, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 또는 심지어는 0.40 내지 0.60 (이들 수치 포함) 범위이다.The inventors have found that insufficient coverage of the polishing surface by the microporous surface area does not particularly advantageously improve the initial cut. On the other hand, excessive coating of the abrasive surface excessively reduces product life. Therefore, the ratio of the second protruding area to the first protruding area should be in the range of 0.15 to 0.90 (including these values). In some embodiments, the ratio of the second projected area to the first projected area should be in the range of 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, or even 0.40 to 0.80 (inclusive). In some embodiments, the ratio of the second projected area to the first projected area is in the range of 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, or even 0.40 to 0.70 (inclusive). In some embodiments, the ratio of the second projected area to the first projected area is in the range of 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, or even 0.40 to 0.60 (inclusive).
미세다공성 표면 구역(들)은 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있다. 예를 들어, 그것/그것들은 예를 들어, 일반적으로 원형 스팟으로서 보이거나 (예를 들어, 도 2 참고), 또는 평행선으로서 보이거나 (예를 들어, 도 3 참고), 교차선의 연속적인 네트워크로서 보이거나 (예를 들어, 도 4 참고) 또는 굴곡진 미세다공성 표면 구역으로서 보이거나 또는 그의 조합으로 보이는 별개의 미세다공성 표면 구역의 어레이를 포함할 수 있다. 작은 미세다공성 표면 구역(들) 및 큰 미세다공성 표면 구역(들)의 조합이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 상이하게 형상화된 미세다공성 표면 구역(들)의 조합이 또한 사용될 수 있다.The microporous surface zone (s) may be continuous or discontinuous. For example, they may be displayed as a continuous network of intersecting lines (for example, see FIG. 2) or as a parallel network (see, for example, FIG. Or may include an array of discrete microporous surface areas that are visible (e.g., see FIG. 4) or appear as a curved microporous surface zone or a combination thereof. A combination of small microporous surface zone (s) and large microporous surface zone (s) may be used. Likewise, a combination of differently shaped microporous surface zone (s) may also be used.
바람직하게는, 미세다공성 표면 구역(들)은, 코팅된 연마 용품의 균일한 연마 특성을 보장하기 위해서, 그것/그것들이 전체 연마 표면 전체에서 실질적으로 균일하게 연장되도록 연마 표면 상에 배치 (예를 들어, 어레잉)된다.Preferably, the microporous surface area (s) are arranged on the polishing surface such that they / they extend substantially uniformly throughout the entire polishing surface, in order to ensure uniform polishing characteristics of the coated abrasive article For example,
본 개시내용에 따라서 레이저-처리를 사용하여 코팅된 연마 용품으로 전환시키기에 적합한 구조화된 연마 용품은 널리 공지되어 있으며, 다양하게 입수가능하다. 예는 예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 상표명 "트리작트(TRIZACT)" 하에 입수가능한 것을 포함한다. 적합한 구조화된 연마 용품은 전형적으로 실질적으로 2차원 배킹의 주표면에 고정된 구조화된 연마 층을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "구조화된 연마 층"은 각각이 복수의 연마 입자를 보유하는 결합제 매트릭스를 포함하는 복수의 형상화된 연마 복합재를 포함하는 연마 층을 지칭한다. 배킹 상의 형상화된 연마 복합재는 무작위로 위치될 수 있거나 또는 반복 패턴으로 배열될 수 있다. 형상화된 연마 복합재는 형상, 크기, 높이, 공간 밀도 또는 배킹 상의 다른 물성이 다를 수 있다.Structured abrasive articles suitable for conversion to coated abrasive articles using laser-treatment in accordance with the present disclosure are well known and are available in a variety of ways. Examples include those available under the trade designation "TRIZACT" from 3M Company, St. Paul, Minn., USA, for example. A suitable structured abrasive article typically has a structured abrasive layer that is secured to the major surface of the two-dimensional backing. As used herein, the term "structured abrasive layer " refers to an abrasive layer comprising a plurality of shaped abrasive composites each comprising a binder matrix having a plurality of abrasive grains. The shaped abrasive composites on the backing may be randomly positioned or may be arranged in a repeating pattern. The shaped abrasive composite may be different in shape, size, height, spatial density, or other physical properties on the backing.
몇몇 방법을 사용하여 구조화된 연마 층을 형성할 수 있다. 일 방법에서, 가교-결합성 결합제 매트릭스 전구체 및 연마 입자를 포함하는 연마 슬러리를 로토그라비어 코팅기를 사용하여 배킹 상에 인쇄하여 복수의 형상화된 연마 복합재를 형성할 수 있다. 또 다른 방법에서, 가교-결합성 결합제 매트릭스 전구체 및 연마 입자를 포함하는 연마 슬러리를 배킹 상에 침착시키고, 이어서 엠보싱하여 미국 특허 제5,863,306호 (웨이(Wei) 등); 제5,833,724호 (웨이 등); 및 제6,451,076호 (네보레트(Nevoret) 등)에 개시된 바와 같은 복수의 형상화된 연마 복합재를 형성할 수 있다. 추가의 또 다른 방법에서, 가교-결합성 결합제 매트릭스 전구체 및 연마 입자를 포함하는 연마 슬러리를 목적하는 패턴과 역상인 복수의 캐비티를 갖는 주형 내에 침착시키고, 가교-결합성 결합제를 적어도 부분적으로 경화시켜서 미국 특허 제5,152,917호 (피퍼(Pieper) 등); 제5,304,223호 (피퍼 등); 제5,378,251호 (쿨러 등); 및 제5,437,754호 (칼호운(Calhoun) 등)에 개시된 바와 같은 복수의 형상화된 연마 복합재를 형성할 수 있다.Several methods can be used to form a structured abrasive layer. In one method, a polishing slurry comprising a cross-linkable binder matrix precursor and abrasive particles can be printed on a backing using a rotogravure coater to form a plurality of shaped abrasive composites. In yet another method, a polishing slurry comprising a cross-linkable binder matrix precursor and abrasive particles is deposited on the backing and subsequently embossed to form a coating layer on the backing; US 5,863,306 (Wei et al.); 5,833,724 (Way et al.); And 6,451,076 (Nevoret et al.), Which are incorporated herein by reference in their entirety. In yet another method, a polishing slurry comprising a cross-linkable binder matrix precursor and abrasive particles is deposited in a mold having a plurality of cavities in opposite phases to the desired pattern, and at least partially curing the cross- U.S. Patent No. 5,152,917 (Pieper et al.); 5,304, 223 (piper et al.); 5,378,251 (cooler, etc.); And No. 5,437,754 (Calhoun et al.), Which are incorporated herein by reference in their entirety.
구조화된 연마 용품 (및 이에 따라서 레이저 처리 후 생성된 코팅된 연마 용품)에 적합한 배킹은 예를 들어, 중합체 필름 (프라이밍된(primed) 중합체 필름을 포함함), 천, 종이, 다공성(foraminous) 및 비다공성 중합체 폼, 가황 섬유, 섬유 강화된 열가소성 배킹, 멜트스펀(meltspun) 또는 멜트블로운(meltblown) 부직포, 그의 처리된 버전 (예를 들어, 방수 처리), 및 그의 조합을 포함한다. 중합체 필름에 사용하기에 적합한 열가소성 중합체는, 예를 들어, 폴리올레핀 (예컨대, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스테르 (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드 (예컨대, 나일론-6 및 나일론-6,6), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 그의 블렌드, 및 그의 조합을 포함한다.Suitable backings for structured abrasive articles (and thus coated abrasive articles produced after laser processing) include, for example, polymer films (including primed polymer films), fabrics, paper, Nonwoven webs, non-porous polymeric foams, vulcanized fibers, fiber-reinforced thermoplastic backings, meltspun or meltblown nonwovens, treated versions thereof (e.g., waterproofing), and combinations thereof. Suitable thermoplastic polymers for use in polymeric films include, for example, polyolefins (e.g., polyethylene and polypropylene), polyesters (e.g., polyethylene terephthalate), polyamides (e.g., nylon-6 and nylon- , Polyimides, polycarbonates, blends thereof, and combinations thereof.
전형적으로, 배킹의 적어도 하나의 주표면은 (예를 들어, 제1 주표면의 역할을 하기 위해) 평탄하다. 배킹의 제2 주표면은 미끄럼 방지 코팅 또는 마찰 코팅을 포함할 수 있다. 그러한 코팅의 예는 접착제에 분산된 무기 미립자 (예를 들어, 탄산칼슘 또는 석영)를 포함한다.Typically, at least one major surface of the backing is flat (e.g., to serve as the first major surface). The second major surface of the backing may comprise a non-slip coating or a friction coating. Examples of such coatings include inorganic microparticles (e.g., calcium carbonate or quartz) dispersed in an adhesive.
배킹은 다양한 첨가제(들)를 포함할 수 있다. 적합한 첨가제의 예는 착색제, 가공 보조제, 보강 섬유, 열 안정제, UV 안정제 및 산화방지제를 포함한다. 유용한 충전제의 예는 점토, 탄산칼슘, 유리 비드, 활석, 점토, 운모, 목분 및 카본 블랙을 포함한다. 일부 실시양태에서, 배킹은 예를 들어 둘 이상의 개별 층을 갖는 공압출 필름과 같은 복합 필름일 수 있다.The backing may include various additive (s). Examples of suitable additives include colorants, processing aids, reinforcing fibers, heat stabilizers, UV stabilizers and antioxidants. Examples of useful fillers include clay, calcium carbonate, glass beads, talc, clay, mica, wood powder and carbon black. In some embodiments, the backing may be a composite film, such as a coextruded film having, for example, two or more separate layers.
구조화된 연마 층은 조밀 배열로 어레잉된 (예를 들어, 어레이를 형성하는) 연마 복합재를 가질 수 있으며, 이것이 융기 연마 구역을 형성할 수 있다. 구조화된 연마 층은 조밀 배열로 어레잉된 피라미드형 연마 복합재를 가져서 융기 연마 구역을 형성할 수 있다. 융기 연마 영역은 전형적으로 반복 패턴에 따라 배킹 상에 동일하게 형상화되고 배열되지만, 이들 중 어느 것도 필요조건은 아니다.The structured abrasive layer may have an abrasive composite (e.g., forming an array) arranged in a dense array, which can form an abscissa abrasive zone. The structured abrasive layer may have pyramidal abrasive composites arranged in a tight array to form a sweep abrasive zone. The raised abrasive regions are typically shaped and arranged identically on the backing according to the repeating pattern, none of which is a necessary condition.
용어 "피라미드형 연마 복합재"는 피라미드, 즉 다각형 밑면 및 공유점 (정점)에서 만나는 삼각형 면들을 갖는 입체 도형의 형상을 갖는 연마 복합재를 지칭한다. 적합한 피라미드 형상의 유형의 예는, 3-면, 4-면, 5-면, 6-면 피라미드, 및 그의 조합을 포함한다. 피라미드는 규칙적 (즉, 모든 면이 동일함)이거나 불규칙적일 수 있다. 피라미드의 높이는 정점으로부터 밑면까지의 최소 거리이다.The term "pyramidal shaped abrasive composite" refers to a pyramid, i.e., a polishing compound having a polygonal bottom surface and a shape of a three-dimensional figure having triangular surfaces meeting at a shared point (apex). Examples of suitable types of pyramid shapes include 3-sided, 4-sided, 5-sided, 6-sided pyramids, and combinations thereof. The pyramid may be regular (i. E., All sides are the same) or irregular. The height of the pyramid is the minimum distance from the vertex to the bottom.
용어 절단 피라미드형 연마 복합재는 절단된 피라미드, 즉 다각형 밑면 및 공유점에서 만나는 삼각형 면들을 갖되 그 정점이 절단 제거되어 밑면에 평행한 평면으로 대체된 입체 도형의 형상을 갖는 연마 복합재를 지칭한다. 적합한 절단 피라미드 형상의 유형의 예는 3-면, 4-면, 5-면, 6-면 절단 피라미드, 및 그의 조합을 포함한다. 절단 피라미드는 규칙적 (즉, 모든 면이 동일함)이거나 불규칙적일 수 있다.The term truncated pyramidal shaped abrasive composite refers to abrasive composites having a truncated pyramid, that is, a shape of a truncated pyramid having a polygonal base and triangular faces meeting at a shared point, the vertices of which are cut away and replaced with a plane parallel to the base. Examples of types of suitable truncated pyramid shapes include 3-sided, 4-sided, 5-sided, 6-sided truncated pyramids, and combinations thereof. The truncated pyramid may be regular (i. E., All sides are the same) or irregular.
미세 마무리 응용의 경우, 피라미드형 연마 복합재 (즉, 절단되지 않음)의 높이는 일반적으로 1 밀 (25.4 마이크로미터) 이상 내지 20 밀 (510 마이크로미터) 이하; 예를 들어, 15 밀 (380 마이크로미터), 10 밀 (250 마이크로미터), 5 밀 (130 마이크로미터), 2 밀 (50 마이크로미터) 미만이지만, 더 크거나 더 작은 높이가 또한 사용될 수 있다.For fine finishing applications, the height of the pyramidal shaped abrasive composites (i.e., not cut) is generally greater than 1 mil (25.4 micrometers) to less than 20 mils (510 micrometers); For example, less than 15 mils (380 micrometers), 10 mils (250 micrometers), 5 mils (130 micrometers), 2 mils (50 micrometers), but larger or smaller heights may also be used.
일 실시양태에서, 구조화된 연마 층 (130)은 융기 연마 구역을 연속적으로 접하고, 그것을 서로로부터 분리하는 조밀 절단 피라미드형 연마 복합재로 본질적으로 이루어진 연속적인 네트워크를 형성한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "연속적으로 인접하는"은, 예를 들어 절단 피라미드형 연마 복합재 및 피라미드형 연마 복합재의 조밀 배열에서 네트워크가 융기 연마 부분의 각각에 근접한다는 것을 의미한다. 네트워크는 직선, 곡선 또는 그의 선분, 또는 그의 조합을 따라 형성될 수 있다. 전형적으로 네트워크는 구조화된 연마 층 전체에 걸쳐 연장하고, 더 전형적으로는 네트워크는 규칙적인 배열 (예를 들어, 교차하는 평행선 또는 육각형 패턴의 네트워크)을 갖는다. 일부 실시양태에서, 네트워크는 피라미드형 연마 복합재의 높이의 적어도 두 배인 최소 폭을 갖는다.In one embodiment, the structured
이러한 실시양태에서, 피라미드형 연마 복합재의 높이에 대한 절단 피라미드형 연마 복합재의 높이의 비는 1보다 작고, 전형적으로 적어도 0.05, 0.1, 0.15 또는 심지어 0.20으로부터 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.5 또는 심지어 0.8 이하의 범위이지만, 다른 비가 사용될 수 있다. 더 전형적으로는, 상기 비는 적어도 0.20으로부터 0.35 이하의 범위이다.In this embodiment, the ratio of the height of the truncated pyramidal abrasive composite to the height of the pyramidal abrasive composite is less than 1, typically at least 0.05, 0.1, 0.15 or even 0.20 to 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.5 Or even less than 0.8, other ratios may be used. More typically, the ratio ranges from at least 0.20 to less than 0.35.
미세 마무리 응용의 경우, 구조화된 연마 층 내의 피라미드형 및/또는 절단 피라미드형 연마 복합재의 면적 밀도(areal density)는 전형적으로 제곱인치당 적어도 1,000, 10,000, 또는 심지어 적어도 20,000 개의 연마 복합재 (예를 들어, 제곱센티미터당 적어도 150, 1,500, 또는 심지어 7,800 개의 연마 복합재)로부터 제곱인치당 50,000, 70,000 또는 심지어 100,000개 이하의 연마 복합재 (제곱센티미터당 7,800, 11,000 또는 심지어 15,000개 이하의 연마 복합재)의 범위이지만, 더 크거나 더 작은 연마 복합재 밀도도 또한 사용될 수 있다.For fine finishing applications, the areal density of the pyramidal and / or truncated pyramidal shaped abrasive composites within the structured abrasive layer is typically at least 1,000, 10,000, or even at least 20,000 abrasive composites per square inch (e.g., Ranges from 50,000, 70,000, or even 100,000 abrasive composites (7,800, 11,000 or even 15,000 abrasive composites per square centimeter or less) per square inch from at least 150, 1500, or even 7,800 abrasive composites per square centimeter Larger or smaller abrasive composite densities can also be used.
절단 피라미드형 밑면에 대한 피라미드형 밑면 비, 즉 절단 피라미드형 연마 복합재의 밑면의 합산 면적에 대한 피라미드형 연마 복합재의 밑면의 합산 면적의 비는 본 개시내용의 구조화된 연마 용품의 절삭 및/또는 마무리 성능에 영향을 미칠 수 있다. 미세 마무리 응용의 경우, 절단 피라미드형 밑면에 대한 피라미드형 밑면 비는 전형적으로 0.8 내지 9의 범위, 예를 들어 1 내지 8, 1.2 내지 7, 또는 1.2 내지 2의 범위에 있지만, 이들 범위 외의 비도 또한 사용될 수 있다.The ratio of the pyramid-shaped base ratios to the truncated pyramid-shaped base, i.e., the summed area of the base of the pyramidal-shaped abrasive composite relative to the combined area of the base of the truncated pyramidal shaped abrasive composite, is determined by the cutting and / or finishing of the structured abrasive article It can affect performance. For fine finishing applications, the pyramidal bottom aspect ratio to the truncated pyramidal bottom surface is typically in the range of 0.8 to 9, such as 1 to 8, 1.2 to 7, or 1.2 to 2, Can be used.
(피라미드형이든, 절단 피라미드형이든, 또는 다른 형상이든지에 관계없이) 개개의 형상화된 연마 복합재는 가교-결합된 중합체 결합제 중에 분산된 연마 그레인을 포함한다. 연마 분야에 공지된 임의의 연마 그레인이 연마 복합재에 포함될 수 있다. 유용한 연마 그레인의 예는 산화알루미늄, 융해 산화알루미늄, 열처리된 산화알루미늄 (브라운 산화알루미늄, 열처리된 산화알루미늄, 및 백색 산화알루미늄을 포함함), 세라믹 산화알루미늄, 탄화규소, 녹색 탄화규소, 알루미나-지르코니아, 크로미아(chromia), 세리아, 산화철, 가닛, 다이아몬드, 입방정형 질화붕소, 및 그의 조합을 포함한다. 수리 및 마무리 응용의 경우, 유용한 연마 그레인 크기는 전형적으로 적어도 0.01, 0.1, 1, 3 또는 심지어는 5 마이크로미터로부터 35, 50, 100, 250, 500, 또는 심지어는 1,500 마이크로미터 이하의 평균 입자 크기 범위이지만, 이 범위 밖의 입자 크기가 또한 사용될 수 있다. 연마 그레인은 예를 들어, 미국 특허 제4,311,489호 (크레스너(Kressner)); 및 미국 특허 제4,652,275호 및 제4,799,939호 (둘 모두 블로에쳐(Bloecher) 등)에 기술된 바와 같이, (결합제 없이) 함께 결합되어 덩어리를 형성할 수 있다.The individual shaped abrasive composites (whether pyramidal, truncated, pyramidal or otherwise) comprise abrasive grains dispersed in a crosslink-bonded polymeric binder. Any abrasive grains known in the abrasive art may be included in the abrasive composite. Examples of useful abrasive grains include aluminum oxide, fused aluminum oxide, heat treated aluminum oxide (including brown aluminum oxide, heat treated aluminum oxide, and white aluminum oxide), ceramic aluminum oxide, silicon carbide, green silicon carbide, alumina-zirconia Chromia, ceria, iron oxide, garnet, diamond, cubic boron nitride, and combinations thereof. For repair and finishing applications, useful abrasive grain sizes typically have an average particle size of at least 0.01, 0.1, 1, 3 or even 5 micrometers to 35, 50, 100, 250, 500, or even 1,500 micrometers Although particle sizes outside this range may also be used. Abrasive grains are described, for example, in U.S. Patent No. 4,311,489 (Kressner); And U.S. Patent Nos. 4,652,275 and 4,799,939, both of which are described in Bloecher et al., (Without binder) to form a mass.
연마 그레인은 그 위가 표면 처리될 수 있다. 일부 경우에, 표면 처리는 결합제에 대한 접착을 증가시키고, 연마 입자의 연마 특성을 변경하거나, 또는 다른 것을 할 수 있다. 표면 처리의 예는 커플링제, 할라이드 염, 실리카를 포함하는 금속 산화물, 내화 금속 질화물, 및 내화 금속 탄화물을 포함한다.The abrasive grains may be surface treated thereon. In some cases, the surface treatment may increase adhesion to the binder, alter the abrasive properties of the abrasive particles, or otherwise. Examples of surface treatments include coupling agents, halide salts, metal oxides including silica, refractory metal nitrides, and refractory metal carbides.
(피라미드형이든 절단 피라미드형이든 또는 다른 형상이든지에 관계없이) 형상화된 연마 복합재는 전형적으로 연마 입자와 동일한 차수의 크기의 희석제 입자를 포함할 수 있다. 그러한 희석제 입자의 예는 석고, 대리석, 석회석, 플린트(flint), 실리카, 유리 버블(bubble), 유리 비드(bead), 및 알루미늄 실리케이트를 포함한다.The shaped abrasive composite (whether pyramidal, truncated, pyramidal or otherwise) may typically comprise diluent particles of the same order of magnitude as the abrasive particles. Examples of such diluent particles include gypsum, marble, limestone, flint, silica, glass bubbles, glass beads, and aluminum silicates.
연마 입자는 결합제 매트릭스 중에 분산되어 형상화된 연마 복합재를 형성한다. 전형적으로, 결합제 매트릭스는 유기 중합체 결합제 및 선택적인 첨가제, 예를 들어 연삭 보조제 및/또는 충전제 입자, 윤활제, 계면활성제, 코팅 보조제, 및 개시제 (잔류하는 열 및/또는 광개시제 포함)를 포함한다. 결합제 매트릭스는 열가소성일 수 있지만; 그것은 전형적으로는 열경화성이다. 가교-결합된 결합제는 결합제 매트릭스 전구체로부터 형성된다. 구조화된 연마 용품의 제조 동안, 열경화성 결합제 매트릭스 전구체는 중합 또는 경화 공정의 개시를 도와서 결합제 매트릭스를 가교결합시키는 에너지원에 노출된다. 에너지원의 예는 열 에너지와, 전자 빔, 자외광 및 가시광을 포함하는 방사선 에너지를 포함한다.The abrasive particles are dispersed in the binder matrix to form a shaped abrasive composite. Typically, the binder matrix includes organic polymeric binders and optional additives such as grinding aids and / or filler particles, lubricants, surfactants, coating aids, and initiators (including residual heat and / or photoinitiators). The binder matrix may be thermoplastic; It is typically thermosetting. The crosslinking-bonded binder is formed from the binder matrix precursor. During the manufacture of the structured abrasive article, the thermosetting binder matrix precursor is exposed to an energy source that aids in initiating the polymerization or curing process to crosslink the binder matrix. Examples of energy sources include thermal energy and radiation energy including electron beams, ultraviolet light and visible light.
이러한 중합 공정 후에, 결합제 매트릭스 전구체는 고형화된 가교-결합된 물질로 전환된다.After such a polymerization process, the binder matrix precursor is converted to a solidified cross-linked material.
대안적으로, 가교결합성 열가소성 결합제 매트릭스 전구체의 경우, 구조화된 연마 용품의 제조 동안, 열가소성 결합제 매트릭스 전구체는 결합제 매트릭스 전구체의 고형화로 이어지는 정도로 냉각될 수 있다. 결합제 매트릭스 전구체가 고형화되면, 연마 복합재가 형성된다.Alternatively, in the case of a crosslinkable thermoplastic binder matrix precursor, during manufacture of the structured abrasive article, the thermoplastic binder matrix precursor may be cooled to such an extent that it leads to the solidification of the binder matrix precursor. Once the binder matrix precursor is solidified, a polishing composite is formed.
결합제 매트릭스 전구체에서 사용될 수 있는 2종의 주요 열경화성 수지, 즉 축합 경화성 수지 및 부가 중합성 수지가 존재한다. 부가 중합성 수지는 방사선 에너지에 대한 노출에 의해서 용이하게 경화되기 때문에 유리하다. 부가 중합성 수지는 양이온성 메커니즘 또는 자유 라디칼 메커니즘을 통해 중합될 수 있다. 이용되는 에너지원 및 결합제 매트릭스 전구체의 화학에 따라, 중합 개시를 돕기 위해 경화제, 개시제, 또는 촉매가 가끔 바람직하다.There are two major thermosetting resins that can be used in the binder matrix precursor, namely condensation curable resins and addition polymerizable resins. The addition polymerizable resin is advantageous because it is easily cured by exposure to radiation energy. The addition polymerizable resin can be polymerized via a cationic mechanism or a free radical mechanism. Depending on the chemistry of the energy source and binder matrix precursor used, curing agents, initiators, or catalysts are sometimes desirable to aid in initiating polymerization.
전형적인 결합제 매트릭스 전구체의 예는 페놀 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 시아네이트 수지, 아이소시아누레이트 수지, 아크릴레이트 수지 (예를 들어, 아크릴레이트화 우레탄, 아크릴레이트화 에폭시, 에틸렌계 불포화 화합물, 펜던트 알파, 베타-불포화 카보닐 기를 갖는 아미노플라스트 유도체, 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아이소시아누레이트 유도체, 및 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아이소시아네이트 유도체), 비닐 에테르, 에폭시 수지, 및 그의 조합 및 혼합물을 포함한다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제는 아크릴, 페놀, 에폭시, 우레탄, 시아네이트, 아이소시아누레이트, 아미노플라스트, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.Examples of typical binder matrix precursors are phenolic resins, urea-formaldehyde resins, aminoplast resins, urethane resins, melamine formaldehyde resins, cyanate resins, isocyanurate resins, acrylate resins (e.g., acrylated Urethane, acrylated epoxy, ethylenically unsaturated compound, pendant alpha, an aminoplast derivative having a beta-unsaturated carbonyl group, an isocyanurate derivative having at least one pendant acrylate group, and an isocyanurate derivative having at least one pendant acrylate group Isocyanate derivatives), vinyl ethers, epoxy resins, and combinations and mixtures thereof. The term acrylate includes acrylate and methacrylate. In some embodiments, the binder is selected from the group consisting of acrylic, phenol, epoxy, urethane, cyanate, isocyanurate, aminoplast, and combinations thereof.
페놀 수지는 본 개시내용에 적합한 것으로, 양호한 열적 특성, 입수 가능성, 및 비교적 저비용 및 취급 용이성을 갖는다. 2가지 유형의 페놀 수지, 즉 레졸 및 노볼락이 있다. 레졸 페놀 수지는 1:1 이상, 전형적으로 1.5:1.0 내지 3.0:1.0의 포름알데히드 대 페놀의 몰비를 갖는다. 노볼락 수지는 1:1 미만의 포름알데히드 대 페놀의 몰비를 갖는다. 상업적으로 입수가능한 페놀 수지의 예는 옥시덴탈 케미컬즈 코프.(Occidental Chemicals Corp.) (미국 텍사스주 달라스 소재)로부터 상표명 "두레즈(DUREZ)" 및 "바르쿰(VARCUM)"으로, 몬산토 코.(Monsanto Co.) (미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 "레지녹스(RESINOX)"로, 및 애시랜드 스페셜티 케미컬즈 코.(Ashland Specialty Chemical Co.) (미국 오하이오주 더블린 소재)로부터 "에어로펜(AEROFENE)" 및 "아로탭(AROTAP)"으로 공지된 것을 포함한다.Phenolic resins are suitable for this disclosure and have good thermal properties, availability, and relatively low cost and ease of handling. There are two types of phenolic resins, resole and novolac. The resol phenol resin has a molar ratio of formaldehyde to phenol of at least 1: 1, typically from 1.5: 1.0 to 3.0: 1.0. The novolac resin has a molar ratio of formaldehyde to phenol of less than 1: 1. Examples of commercially available phenolic resins are commercially available from Occidental Chemicals Corp. (Dallas, Texas, USA) under the trade designations DUREZ and VARCUM, Monsanto K.K. From "Monsanto Co." (St. Louis, Missouri, USA) to "RESINOX" and from Ashland Specialty Chemical Co. (Dublin, OH) AEROFENE "and" AROTAP ".
아크릴레이트화 우레탄은 하이드록시 말단형의 NCO 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 다이아크릴레이트 에스테르이다. 상업적으로 입수가능한 아크릴레이트화 우레탄의 예는 모르톤 인터내셔널(Morton International) (미국 일리노이주 시카고 소재)로부터 상표명 "우비탄(UVITHANE) 782" 하에; 사이테크 인더스트리즈(Cytec Industries) (미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재)로부터 "CMD 6600", "CMD 8400", 및 "CMD 8805" 하에 입수가능한 것을 포함한다.The acrylated urethane is a diacrylate ester of NCO extended polyester or polyether of the hydroxy end type. Examples of commercially available acrylated urethanes are available from Morton International of Chicago, Ill. Under the trade designation "UVITHANE 782 "; CMD 8400 " and "CMD 8805" from Cytec Industries of West Patterson, NJ.
아크릴레이트화 에폭시는 비스페놀 A 에폭시 수지의 다이아크릴레이트 에스테르와 같은, 에폭시 수지의 다이아크릴레이트 에스테르이다. 상업적으로 입수가능한 아크릴레이트화 에폭시의 예는 유씨비 인크.(UCB Inc.) (미국 조지아주 스미르나 소재)로부터 상표명 "CMD 3500", "CMD 3600", 및 "CMD 3700" 하에 입수가능한 것을 포함한다.The acrylated epoxies are diacrylate esters of epoxy resins, such as the diacrylate esters of bisphenol A epoxy resins. Examples of commercially available acrylated epoxies include those available under the trade designations "CMD 3500 "," CMD 3600 ", and "CMD 3700 " from UCB Inc. of Smyrna, .
에틸렌계 불포화 수지는 탄소, 수소 및 산소 원자와 선택적으로 질소 및 할로겐을 함유하는 단량체 및 중합체 화합물 둘 모두를 포함한다. 산소 또는 질소 원자 또는 이들 둘 모두는 일반적으로 에테르, 에스테르, 우레탄, 아미드, 및 우레아 기에 존재한다. 에틸렌계 불포화 화합물은 바람직하게는 분자량이 약 4,000 g/몰 미만이고, 바람직하게는 지방족 모노하이드록시기 또는 지방족 폴리하이드록시기를 포함하는 화합물과 불포화 카복실산, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 아이소크로톤산, 말레산 등의 반응으로부터 만들어진 에스테르이다. 아크릴레이트 수지의 대표적인 예는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 다이비닐벤젠, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 헥산다이올 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 글리세롤 트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 포함한다. 다른 에틸렌계 불포화 수지는 카복실산의 모노알릴, 폴리알릴, 및 폴리메트알릴 에스테르 및 아미드, 예를 들어 다이알릴 프탈레이트, 다이알릴 아디페이트, 및 N,N-다이알릴아디프아미드를 포함한다. 또 다른 질소 함유 화합물은 트리스(2-아크릴로일-옥시에틸)아이소시아누레이트, 1,3,5-트라이(2-메티아크릴옥시에틸)-s-트라이아진, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-다이메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 및 N-비닐피페리돈을 포함한다.Ethylenically unsaturated resins include both monomeric and polymeric compounds containing carbon, hydrogen and oxygen atoms and optionally nitrogen and halogen. Oxygen or nitrogen atoms, or both, are generally present in the ether, ester, urethane, amide, and urea groups. The ethylenically unsaturated compound preferably has a molecular weight of less than about 4,000 g / mole, preferably an aliphatic monohydroxy group or an aliphatic polyhydroxy group and an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, Acetic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, and the like. Representative examples of acrylate resins are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, styrene, divinyl benzene, vinyl toluene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol methacrylate, hexane diol diacrylate, triethylene glycol diacryl Trimethylol propane triacrylate, glycerol triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol methacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and pentaerythritol tetraacrylate. Other ethylenically unsaturated resins include monoallyl, polyallyl, and polymethallyl esters and amides of carboxylic acids, such as diallyl phthalate, diallyl adipate, and N, N-diallyl adipamide. Other nitrogen-containing compounds include tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate, 1,3,5-tri (2-methyacryloxyethyl) -s-triazine, acrylamide, methyl acrylamide, N-methyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, and N-vinylpiperidone.
아미노플라스트 수지는 분자 또는 올리고머 당 적어도 하나의 펜던트 알파, 베타-불포화 카보닐 기를 갖는다. 이들 불포화 카보닐 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 아크릴아미드 유형의 기일 수 있다. 이러한 재료의 예는 N-(하이드록시메틸)아크릴아미드, N,N'-옥시다이메틸렌비스아크릴아미드, 오르토- 및 파라-아크릴아미도메틸레이트화 페놀, 아크릴아미도메틸레이트화 페놀 노볼락, 및 그의 조합을 포함한다. 이러한 재료는 미국 특허 제4,903,440호 및 제5,236,472호 (둘 모두 키르크(Kirk) 등)에 추가로 기술되어 있다.The aminoplast resin has at least one pendant alpha, beta-unsaturated carbonyl group per molecule or oligomer. These unsaturated carbonyl groups may be acrylate, methacrylate or acrylamide type groups. Examples of such materials are N- (hydroxymethyl) acrylamide, N, N'-oxydimethylenebisacrylamide, ortho- and para-acrylamidomethylated phenols, acrylamidomethylated phenol novolacs, And combinations thereof. Such materials are further described in U.S. Patent Nos. 4,903,440 and 5,236,472, both to Kirk et al.
적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아이소시아누레이트 유도체 및 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아이소시아네이트 유도체는 미국 특허 제4,652,274호 (보에트처(Boettcher) 등)에 추가로 기술되어 있다. 아이소시아누레이트 재료의 일 예는 트리스(하이드록시에틸) 아이소시아누레이트의 트라이아크릴레이트이다.Isocyanurate derivatives having at least one pendant acrylate group and isocyanate derivatives having at least one pendant acrylate group are further described in U.S. Patent No. 4,652,274 (Boettcher et al.). An example of an isocyanurate material is the triacrylate of tris (hydroxyethyl) isocyanurate.
에폭시 수지는 옥시란을 가지며 고리 개환에 의해 중합된다. 이러한 에폭사이드 수지는 단량체 에폭시 수지 및 올리고머 에폭시 수지를 포함한다. 유용한 에폭시 수지의 예는 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐프로판] (비스페놀의 다이글리시딜 에테르) 및 모멘티브(Momentive) (미국 오하이오주 컬럼버스 소재)로부터 에폰(EPON) 828, 에폰 1004, 및 에폰 EPON 1001F로서 입수가능한 재료; 및 다우 케미컬 코.(Dow Chemical Co.) (미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 데르(DER)-331, 데르-332, 및 데르-334로서 입수가능한 재료를 포함한다. 다른 적합한 에폭시 수지는 다우 케미컬 코.로부터 덴(DEN)-431 및 덴-428로서 상업적으로 입수가능한 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르를 포함한다.The epoxy resin has oxirane and is polymerized by ring opening. Such epoxide resins include monomeric epoxy resins and oligomeric epoxy resins. Examples of useful epoxy resins are 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenylpropane] (diglycidyl ether of bisphenol) and Momentive (Columbus, (EPON) 828, Epon 1004, and Epon EPON 1001F; And DER-331, DER-323, and DER-334 from Dow Chemical Co., Midland, Mich., USA. Other suitable epoxy resins include glycidyl ethers of phenol formaldehyde novolak commercially available as DEN (DEN) -431 and DEN-428 from Dow Chemical Co.
본 개시내용의 에폭시 수지는 적절한 양이온성 경화제의 첨가를 이용한 양이온성 메커니즘을 통해 중합될 수 있다. 양이온성 경화제는 산 공급원(acid source)을 발생시켜 에폭시 수지의 중합을 개시한다. 이들 양이온성 경화제는 오늄 양이온 및 금속 또는 준금속(metalloid)의 할로겐 함유 착물 음이온을 갖는 염을 포함할 수 있다.The epoxy resin of the present disclosure can be polymerized via a cationic mechanism using the addition of a suitable cationic curing agent. The cationic curing agent initiates the polymerization of the epoxy resin by generating an acid source. These cationic curing agents may comprise a salt having an onium cation and a halide-containing complex anion of a metal or metalloid.
다른 양이온성 경화제는 유기금속 착물 양이온 및 금속 또는 준금속의 할로겐 함유 착물 음이온을 갖는 염을 포함하며, 이는 미국 특허 제4,751,138호 (투메이(Tumey) 등)에 추가로 기술되어 있다. 또 다른 예는 유기금속 염이고, 오늄 염은 미국 특허 제4,985,340호 (팔라조토(Palazzotto) 등); 제5,086,086호 (브라운-웬슬리(Brown-Wensley) 등); 및 제5,376,428호 (팔라조토 등)에 기술되어 있다. 또 다른 양이온성 경화제는 금속이 주기율 표의 IVB, VB, VIB, VIIB 및 VIIIB 족 원소로부터 선택되는 유기금속 착물의 이온성 염을 포함하며, 이는 미국 특허 제5,385,954호 (팔라조토 등)에 기술되어 있다.Other cationic curing agents include salts with organometallic complex cations and halide-containing complex anions of metals or metalloids, which are further described in U.S. Patent No. 4,751,138 (Tumey et al.). Another example is an organometallic salt, and onium salts are described in U.S. Patent No. 4,985,340 (Palazzotto et al.); 5,086,086 (Brown-Wensley et al.); And 5,376, 428 (Palazzo et al.). Another cationic curing agent comprises an ionic salt of an organometallic complex, wherein the metal is selected from Group IVB, VB, VIB, VIIB and VIIIB elements of the Periodic Table, as described in U.S. Patent 5,385,954 (Palazzo et al) .
자유 라디칼 경화성 수지에 관하여, 일부 경우에 연마 슬러리가 자유 라디칼 경화제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 전자 빔 에너지원의 경우에는, 전자 빔 그 자체가 자유 라디칼을 발생시키기 때문에 경화제가 항상 필요한 것은 아니다.With respect to free radical curable resins, in some cases it is preferred that the polishing slurry further comprises a free radical curing agent. However, in the case of an electron beam energy source, a curing agent is not always required because the electron beam itself generates free radicals.
자유 라디칼 열 개시제의 예는 과산화물, 예를 들어 벤조일 퍼옥사이드, 아조 화합물, 벤조페논 및 퀴논을 포함한다. 자외광이나 가시광 에너지원의 경우, 이러한 경화제는 가끔 광개시제로 지칭된다. 자외광에 노출되는 경우 자유 라디칼 공급원을 발생시키는 개시제의 예는, 유기 과산화물, 아조 화합물, 퀴논, 벤조페논, 니트로소 화합물, 아크릴 할라이드, 하이드로존, 메르갑토 화합물, 피릴륨 화합물, 트라이아크릴이미다졸, 비스이미다졸, 클로로알키트라이아진, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 티옥산톤, 및 아세토페논 유도체, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 가시광에 노출되는 경우 자유 라디칼 공급원을 발생시키는 개시제의 예는 미국 제4,735,632호 (옥스만(Oxman) 등)에서 찾아볼 수 있다. 가시광과 함께 사용하기에 적합한 하나의 개시제는 시바 스페셜티 케미컬즈(Ciba Specialty Chemicals) (미국 뉴욕주 테리타운 소재)로부터 "이르가큐어(IRGACURE) 369"로 입수가능하다.Examples of free radical thermal initiators include peroxides, such as benzoyl peroxide, azo compounds, benzophenones, and quinones. In the case of ultraviolet or visible light sources, such curing agents are sometimes referred to as photoinitiators. Examples of initiators that generate free radical sources when exposed to ultraviolet light include organic peroxides, azo compounds, quinones, benzophenones, nitroso compounds, acryl halides, hydrozones, mercapto compounds, pyrylium compounds, But are not limited to, sols, bisimidazoles, chloroalkytriazines, benzoin ethers, benzyl ketals, thioxanthones, and acetophenone derivatives, and mixtures thereof. An example of an initiator that generates a free radical source when exposed to visible light is found in US 4,735,632 (Oxman et al). One initiator suitable for use with visible light is available from " IRGACURE 369 " from Ciba Specialty Chemicals (Terrytown, NY).
구조화된 연마 층을 갖는 연마 용품은 연마 그레인 및 상기에 언급된 결합제 수지의 고형성 및 중합성 전구체 (즉, 결합제 매트릭스 전구체)의 슬러리를 형성하고, 슬러리를 배킹과 접촉시키고, 생성된 구조화된 연마 용품이 배킹에 부착된 복수의 형상화된 연마 복합재를 갖도록 하는 방식으로 (예를 들어, 에너지원에 노출시킴으로써) 결합제 매트릭스 전구체를 고형화 및/또는 중합함으로써 제조될 수 있다. 에너지원의 예는 열 에너지 및 방사선 에너지 (전자 빔, 자외광, 적외광 및 가시광 포함)를 포함한다.An abrasive article having a structured abrasive layer is formed by forming a slurry of abrasive grains and the solidified and polymeric precursor (i. E., The binder matrix precursor) of the above-mentioned binder resin, contacting the slurry with the backing, Or by polymerizing and / or polymerizing the binder matrix precursor in such a manner that the article has a plurality of shaped abrasive composites attached to the backing (e.g., by exposure to an energy source). Examples of energy sources include thermal energy and radiation energy (including electron beams, ultraviolet light, infrared light and visible light).
연마 슬러리는 결합제 매트릭스 전구체, 연마 그레인 및 선택적인 첨가제를 임의의 적합한 혼합 기술에 의해 함께 조합함으로써 형성된다. 혼합 기술의 예는 저전단 및 고전단 혼합을 포함하며, 고전단 혼합이 바람직하다. 연마 슬러리 점도를 낮추기 위해 혼합 단계와 함께 초음파 에너지도 또한 이용될 수 있다. 전형적으로, 연마 입자는 결합제 매트릭스 전구체에 점진적으로 첨가된다. 연마 슬러리 내의 기포의 양은 혼합 단계 중에 또는 이후에 진공을 도입함으로써 최소화될 수 있다. 일부 경우에, 일반적으로 30 내지 70℃ 범위로 연마 슬러리를 가열하여 점도를 낮추는 것이 유용하다.The polishing slurry is formed by combining the binder matrix precursor, abrasive grains, and optional additives together by any suitable mixing technique. Examples of mixing techniques include low shear and high shear mixing, and high shear mixing is preferred. Ultrasonic energy may also be used with the mixing step to lower the polishing slurry viscosity. Typically, the abrasive particles are gradually added to the binder matrix precursor. The amount of bubbles in the polishing slurry can be minimized by introducing a vacuum during or after the mixing step. In some cases, it is useful to lower the viscosity by heating the polishing slurry in the range of generally 30 to 70 占 폚.
예를 들어, 일 실시양태에서, 슬러리는 그 안에 형상화된 캐비티 (원하는 구조화된 연마 층에 대응함)를 갖는 제조 공구 상에 직접 코팅되어 배킹과 접촉하게 될 수 있거나, 또는 배킹 상에 코팅되어 제조 공구와 접촉하게 될 수 있다. 이어서, 전형적으로 슬러리는 제조 공구의 캐비티에 존재하는 동안 고형화 (예를 들어, 적어도 부분적으로 경화)되거나 또는 경화되고, 배킹은 공구로부터 분리되어 구조화된 연마 층을 갖는 연마 용품을 형성한다.For example, in one embodiment, the slurry may be coated directly on the manufacturing tool having a cavity (corresponding to the desired structured abrasive layer) shaped therein to contact the backing, or may be coated on the backing, . ≪ / RTI > Typically, the slurry is then solidified (e.g., at least partially cured) or cured while it is in the cavity of the manufacturing tool, and the backing is separated from the tool to form an abrasive article having a structured abrasive layer.
일 실시양태에서, 제조 공구의 표면은 피라미드형 캐비티 (예를 들어, 3-면 피라미드형 캐비티, 4-면 피라미드형 캐비티, 5-면 피라미드형 캐비티, 6-면 피라미드형 캐비티 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨), 및 절단 피라미드형 캐비티 (예를 들어, 3-면 절단 피라미드형 캐비티, 4-면 절단 피라미드형 캐비티, 5-면 절단 피라미드형 캐비티, 6-면 절단 피라미드형 캐비티, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨)를 포함하는 캐비티의 조밀 어레이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 피라미드형 캐비티의 깊이에 대한 절단 피라미드형 캐비티의 깊이의 비는 0.2 내지 0.35의 범위이다. 일부 실시양태에서, 피라미드형 캐비티의 깊이는 1 내지 10 마이크로미터 범위이다. 일부 실시양태에서, 피라미드형 캐비티 및 절단 피라미드형 캐비티는 각각 제곱센티미터당 캐비티가 150개 이상인 면적 밀도를 갖는다.In one embodiment, the surface of the manufacturing tool is comprised of a pyramidal cavity (e.g., a three-sided pyramidal cavity, a four-sided pyramidal cavity, a five-sided pyramidal cavity, a six-sided pyramidal cavity, And a truncated pyramidal cavity (e.g., a truncated pyramidal cavity, a four-faceted truncated pyramidal cavity, a five-faceted truncated pyramidal cavity, a six-truncated pyramidal cavity, and combinations thereof) ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI > dense array of cavities. In some embodiments, the ratio of the depth of the truncated pyramidal cavity to the depth of the pyramidal cavity is in the range of 0.2 to 0.35. In some embodiments, the depth of the pyramidal cavity is in the range of 1 to 10 micrometers. In some embodiments, the pyramidal cavity and the truncated pyramidal cavity each have an areal density of at least 150 cavities per square centimeter.
제조 공구는 벨트, 시트, 연속 시트 또는 웹, 로토그라비어 롤과 같은 코팅 롤, 코팅 롤에 장착된 슬리브, 또는 다이일 수 있다. 제조 공구는 금속 (예를 들어, 니켈), 금속 합금 또는 플라스틱으로 구성될 수 있다. 금속 제조 공구는 예를 들어 조각(engraving), 보빙(bobbing), 전기주조(electroforming), 또는 다이아몬드 선삭(turning)과 같은 임의의 종래 기술에 의해 제조될 수 있다.The manufacturing tool can be a belt, a sheet, a continuous sheet or web, a coating roll such as a rotogravure roll, a sleeve mounted on a coating roll, or a die. The manufacturing tool may comprise a metal (e.g., nickel), a metal alloy, or plastic. The metal manufacturing tool may be manufactured by any conventional technique such as, for example, engraving, bobbing, electroforming, or diamond turning.
열가소성 공구는 금속 마스터 공구로부터 복제될 수 있다. 마스터 공구는 제조 공구에 요구되는 역상의 패턴을 가질 것이다. 마스터 공구는 제조 공구와 동일한 방식으로 제조될 수 있다. 마스터 공구는 바람직하게는 금속, 예를 들어 니켈로 제조되고, 다이아몬드 선삭된다. 열가소성 시트 재료는 선택적으로 마스터 공구와 함께 가열될 수 있으며, 그 둘을 함께 가압함으로써 열가소성 재료는 마스터 공구 패턴으로 엠보싱된다. 열가소성 물질이 또한 마스터 공구로 압출 또는 캐스팅될 수 있고, 이어서 가압될 수 있다. 열가소성 재료를 고형화되도록 냉각하여 제조 공구를 제조한다. 바람직한 열가소성 제조 공구 재료의 예는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 그의 조합을 포함한다. 열가소성 제조 공구가 이용되는 경우, 열가소성 제조 공구를 뒤틀리게 할 수 있는 과다한 열을 발생하지 않도록 주의를 기울여야 한다.The thermoplastic tool can be replicated from the metal master tool. The master tool will have the reverse phase pattern required for the manufacturing tool. The master tool can be manufactured in the same manner as the manufacturing tool. The master tool is preferably made of metal, for example nickel, and diamond-turned. The thermoplastic sheet material can optionally be heated together with the master tool, and by pressing the two together, the thermoplastic material is embossed with the master tool pattern. The thermoplastic material can also be extruded or cast into the master tool and then pressed. The thermoplastic material is cooled to solidify to produce a manufacturing tool. Examples of preferred thermoplastic manufacturing tool materials include polyester, polycarbonate, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, and combinations thereof. If a thermoplastic manufacturing tool is used, care must be taken not to generate excessive heat that can distort the thermoplastic manufacturing tool.
제조 공구는 또한 제조 공구로부터 연마 용품의 보다 용이한 해제(release)가 가능하도록 이형 코팅을 포함할 수 있다. 금속을 위한 이러한 이형 코팅의 예는 경질 탄화물, 질화물 또는 붕화물 코팅을 포함한다. 열가소성 물질에 대한 이형 코팅의 예는 실리콘 및 불소화합물계 물질(fluorochemicals)을 포함한다.The manufacturing tool may also include a release coating to facilitate easier release of the abrasive article from the manufacturing tool. Examples of such release coatings for metals include light carbide, nitride or boride coatings. Examples of release coatings for thermoplastics include silicones and fluorochemicals.
정밀하게 형상화된 연마 복합재를 갖는 구조화된 연마 용품, 및 그의 제조 방법에 관한 추가 상세 사항은 예를 들어 미국 특허 제5,152,917호 (피퍼 등); 미국 특허 제5,435,816호 (스퍼전(Spurgeon) 등); 미국 특허 제5,672,097호 (후프만(Hoopman)); 미국 특허 제5,681,217호 (후프만 등); 미국 특허 제5,454,844호 (힙바드(Hibbard) 등); 미국 특허 제5,851,247호 (스토첼(Stoetzel) 등); 및 미국 특허 제6,139,594호 (킨케이드(Kincaid) 등)에서 찾아볼 수 있다.Additional details regarding structured abrasive articles having precisely shaped abrasive composites, and methods of making the same are described, for example, in U.S. Patent No. 5,152,917 (Fippers et al.); U.S. Patent No. 5,435,816 (Spurgeon et al.); U.S. Patent No. 5,672,097 (Hoopman); U.S. Patent No. 5,681,217 (Hoffman et al.); U.S. Patent No. 5,454,844 (Hibbard et al.); U.S. Patent No. 5,851,247 (Stoetzel et al.); And U.S. Patent No. 6,139,594 (Kincaid et al).
또 다른 실시양태에서, 중합성 결합제 매트릭스 전구체, 연마 그레인, 및 실란 커플링제를 포함하는 슬러리를 패턴화 방식으로 (예를 들어, 스크린 또는 그라비어 인쇄(gravure printing)에 의해) 배킹 상에 침착시키고, 부분적으로 중합하여, 적어도 코팅된 슬러리의 표면이 가소성은 갖지만 유동하지는 않게 하고, 그 부분적으로 중합된 슬러리 조제시 패턴을 엠보싱하고, 그 후 추가로 중합하여 (예를 들어, 에너지원에 대한 노출에 의해), 배킹에 부착된 복수의 형상화된 연마 복합재를 형성할 수 있다. 그러한 방법 및 관련 방법에 의해 제조된 구조화된 연마 층을 갖는 그러한 엠보싱된 연마 용품이, 미국 특허 제5,833,724호 (웨이 등); 제5,863,306호 (웨이 등); 제5,908,476호 (니시오(Nishio) 등); 제6,048,375호 (양(Yang) 등); 제6,293,980호 (웨이 등); 및 미국 특허 출원 공개 제2001/0041511호 (락(Lack) 등)에 기술되어 있다.In another embodiment, a slurry comprising a polymerizable binder matrix precursor, abrasive grains, and a silane coupling agent is deposited on the backing in a patterned manner (e.g., by screen or gravure printing) Partially polymerizing the surface of the coated slurry so that at least the surface of the coated slurry is plastic but not flowing and the pattern is embossed when the partially polymerized slurry is prepared and then further polymerized (e.g., by exposure to an energy source To form a plurality of shaped abrasive composites attached to the backing. Such embossed abrasive articles having structured abrasive layers produced by such methods and related methods are described in U.S. Patent No. 5,833,724 (Wei et al.); 5,863, 306 (Way et al.); 5,908, 476 (Nishio et al.); 6,048, 375 (Yang et al.); 6,293, 980 (Way et al.); And U.S. Patent Application Publication No. 2001/0041511 (Lack et al.).
연마 용품의 배면은 예를 들어 제품 식별 번호, 등급 번호 및/또는 제조자와 같은 정보를 나타내도록 종래의 관행에 따라 적절한 정보로 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 배킹의 전면이 이와 동일한 유형의 정보로 인쇄될 수 있다. 연마 복합재를 통하여 인쇄물을 읽을 수 있을 정도로 연마 복합재가 투명(translucent)한 경우 전면이 인쇄될 수 있다.The back side of the abrasive article may be printed with appropriate information according to conventional practice, for example, to indicate information such as product identification number, grade number, and / or manufacturer. Alternatively, the front of the backing may be printed with this same type of information. When the abrasive composite is translucent enough to read the print through the abrasive composite, the entire surface can be printed.
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품은 예를 들어 랜덤 궤도 샌더와 같은 공구에 고정되는 지지 패드 또는 백업 패드에 연마 용품을 고정하는 것을 용이하게 하기 위해 배킹의 제2 주표면에 부착된 부착 인터페이스 층을 선택적으로 가질 수 있다. 선택적인 부착 인터페이스 층은 접착제 (예를 들어, 감압 접착제) 층 또는 양면 접착 테이프일 수 있다. 선택적인 부착 인터페이스 층은 적절하게 기능하도록 지지 패드 또는 백업 패드에 부착된 하나 이상의 보완 요소(complementary element)와 함께 작동하도록 개작될 수 있다. 예를 들어, 선택적인 부착 인터페이스 층은 후크-루프 부착구용 루프 직물(loop fabric) (예를 들어, 후크형 구조가 부착된 백업 또는 지지 패드에 사용하기 위한 것), 후크-루프 부착구용 후크형 구조 (예를 들어, 루프형 직물이 부착된 백업 또는 지지 패드에 사용하기 위한 것), 또는 연동형(intermeshing) 부착 인터페이스 층 (예를 들어, 백업 패드 또는 지지 패드 상의 유사한 버섯형 상호 체결 패스너와 맞물리도록 설계된 버섯형 상호 체결 패스너)을 포함할 수 있다. 그러한 부착 계면 층에 관한 추가적인 상세 내용은, 예를 들어, 미국 특허 제4,609,581호 (오트(Ott)); 제5,152,917호 (피퍼 등); 제5,254,194호 (오트); 제5,454,844호 (힙바드 등); 제5,672,097호 (후프만); 제5,681,217호 (후프만 등); 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0143938호 (브라운슈바이크(Braunschweig) 등) 및 제2003/0022604호 (안넨(Annen) 등)에서 찾아볼 수 있다.A coated abrasive article according to the present disclosure may include an attachment interface layer attached to a second major surface of the backing to facilitate securing the abrasive article to a support pad or backup pad that is secured to a tool such as a random tracked sander, . ≪ / RTI > The optional adhesive interface layer may be a layer of adhesive (e. G., Pressure sensitive adhesive) or a double-sided adhesive tape. The optional attachment interface layer may be adapted to work with one or more complementary elements attached to the support pads or backup pads to function properly. For example, the optional attachment interface layer may be a loop fabric for a hook-and-loop attachment (e.g., for use in a backup or support pad with a hooked structure), a hook- (E.g., for use in backup or support pads with looped fabric attached thereto), or intermeshing attached interface layers (e.g., similar mushroom-shaped fastening fasteners on backup pads or support pads) A mushroom-shaped interlock fastener designed to engage. Additional details regarding such attachment interface layers are described, for example, in U.S. Patent No. 4,609,581 (Ott); 5,152,917 (Piper et al.); 5,254,194 (Haute); 5,454, 844 (Hibbard et al.); 5,672,097 (Hoffman); 5,681,217 (Hoffman et al.); And United States Patent Application Publication No. 2003/0143938 (Braunschweig et al.) And 2003/0022604 (Annen et al.).
마찬가지로, 예컨대 미국 특허 제5,672,186호 (체슬리(Chesley) 등)에 기술된 바와 같이, 배킹의 제2 주표면은 표면으로부터 돌출된 복수의 일체 형성된 후크를 가질 수 있다. 이어서, 이러한 후크는 구조화된 연마 용품과 루프 직물이 부착된 백업 패드 간의 결합을 제공할 것이다.Likewise, as described, for example, in U.S. Patent No. 5,672,186 (Chesley et al.), The second major surface of the backing may have a plurality of integrally formed hooks protruding from the surface. This hook will then provide a coupling between the structured abrasive article and the backup pads to which the loop fabric is attached.
본 개시내용에 따른 실시에 유용한 구조화된 연마 용품 및 생성된 코팅된 연마 용품은 그와 함께 사용될 수 있는 임의의 지지 패드의 특정 형상에 따라 임의의 형상, 예를 들어, 원형 (예컨대, 디스크), 타원형, 톱니칼 모양(scalloped edge), 또는 직사각형 (예컨대, 시트)일 수 있거나, 또는 무한 벨트의 형태를 가질 수 있다. 구조화된 연마 용품 및/또는 생성된 코팅된 연마 용품은 내부에 슬롯 또는 슬릿을 가질 수 있고 구멍 (예를 들어, 천공된 디스크)을 가질 수 있다.The structured abrasive article and the resulting coated abrasive article useful in the practice of the present disclosure may be of any shape, e.g., circular (e.g., disk), circular An elliptical shape, a scalloped edge, or a rectangle (e.g., a sheet), or may have the form of an endless belt. The structured abrasive article and / or the resulting coated abrasive article may have slots or slits therein and may have holes (e.g., perforated disks).
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품은 작업편, 특히 경질 중합체 층을 갖는 그러한 작업편을 연마하는 데 일반적으로 유용하다. 그러나, 작업편은 임의의 재료를 포함할 수 있고 임의의 형태를 가질 수 있다. 재료의 예는 금속, 금속 합금, 신종 금속 합금, 세라믹, 도장 표면, 플라스틱, 중합체 코팅, 석재, 다결정질 규소, 목재, 대리석, 및 그의 조합을 포함한다. 작업편의 예는 성형되고/되거나 형상화된 용품 (예를 들어, 광학 렌즈, 자동차 차체 패널, 선체, 카운터 및 싱크), 웨이퍼, 시트, 및 블록을 포함한다.Coated abrasive articles according to the present disclosure are generally useful for polishing workpieces, particularly those workpieces having a hard polymer layer. However, the workpiece may include any material and may have any shape. Examples of materials include metals, metal alloys, new metal alloys, ceramics, painted surfaces, plastics, polymer coatings, stone, polycrystalline silicon, wood, marble, and combinations thereof. Examples of workpieces include molded and / or shaped articles (e.g., optical lenses, automotive body panels, hulls, counters and sinks), wafers, sheets, and blocks.
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품은 연마 층의 적어도 일부 상에 배치된 선택적인 로딩방지(antiloading) 조성물을 가질 수 있다. 로딩방지 조성물의 기능은 연마 동안 스와프(swarf) 축적을 감소시키는 것이다. 적합한 로딩방지 조성물의 예는 연마 분야의 숙련인에게 널리 공지되어 있으며, 이것은 예를 들어, 미국 특허 제5,667,542호 (로(Law) 등); 제5,704,952호 (로 등); 및 제6,261,682호 (로)에 기술된 것을 포함한다.The coated abrasive article according to the present disclosure may have an optional antiloading composition disposed on at least a portion of the abrasive layer. The function of the anti-loading composition is to reduce swarf buildup during polishing. Examples of suitable anti-lock compositions are well known to those skilled in the art of polishing, including, for example, U.S. Patent No. 5,667,542 (Law et al); 5,704,952 (et al.); And 6,261,682 (incorporated herein by reference).
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품은 전형적으로 차량 도장 및 클리어코트 (예를 들어, 자동차 클리어코트)와 같은 중합체 코팅의 수리 및/또는 폴리싱(polishing)에 유용하며, 그 예에는 폴리아크릴-폴리올-폴리아이소시아네이트 조성물 (예를 들어, 미국 특허 제5,286,782호 (램(Lamb) 등)에 기술된 바와 같음); 하이드록실 작용성 아크릴-폴리올-폴리이소시아네이트 조성물 (예를 들어, 미국 특허 제5,354,797호 (앤더슨(Anderson) 등)에 기술된 바와 같음); 폴리아이소시아네이트-카보네이트-멜라민 조성물 (예를 들어, 미국 특허 제6,544,593호 (나가타(Nagata) 등)에 기술된 바와 같음); 및 고체 고함유 폴리실록산 조성물 (예를 들어, 미국 특허 제6,428,898호 (바르소티(Barsotti) 등)에 기술된 바와 같음)을 포함한다.Coated abrasive articles in accordance with the present disclosure are typically useful for repairing and / or polishing polymer coatings such as vehicle coatings and clearcoats (e.g., automotive clearcoats), examples of which include polyacryl- - polyisocyanate compositions (as described, for example, in U.S. Patent No. 5,286,782 (Lamb et al.)); Hydroxyl functional acrylic-polyol-polyisocyanate compositions (as described, for example, in U.S. Patent No. 5,354,797 (Anderson et al.)); Polyisocyanate-carbonate-melamine compositions (as described, for example, in U.S. Patent No. 6,544,593 (Nagata et al.)); And solid high polysiloxane compositions (such as those described in U.S. Patent No. 6,428,898 (Barsotti et al.)).
응용에 따라서, 연마 계면에서의 힘은 약 0.1 ㎏ 내지 1000 ㎏ 초과의 범위일 수 있다. 일반적으로, 이러한 범위는 연마 계면에서 1 ㎏ 내지 500 ㎏의 힘이다. 또한, 응용에 따라서, 연마 중에 액체가 존재할 수 있다. 이러한 액체는 물 및/또는 유기 화합물일 수 있다. 전형적인 유기 화합물의 예는 윤활유, 오일, 유화된 유기 화합물, 절삭 유체, 계면활성제 (예를 들어, 비누, 유기설페이트, 설포네이트, 유기포스포네이트, 유기포스페이트), 및 그의 조합을 포함한다. 이들 액체는 또한 소포제, 탈지제, 부식 방지제, 및 그의 조합과 같은 기타 첨가제를 포함할 수 있다.Depending on the application, the force at the polishing interface may range from about 0.1 kg to more than 1000 kg. Generally, this range is a force of from 1 kg to 500 kg at the polishing interface. Further, depending on the application, a liquid may be present during polishing. Such liquids may be water and / or organic compounds. Examples of typical organic compounds include lubricating oils, oils, emulsified organic compounds, cutting fluids, surfactants (e.g., soaps, organic sulphates, sulfonates, organic phosphonates, organic phosphates), and combinations thereof. These liquids may also contain other additives such as defoamers, degreasing agents, corrosion inhibitors, and combinations thereof.
본 개시내용에 따른 코팅된 연마 용품은 예를 들어 구조화된 연마 층에 대체로 수직한 중심 축을 따라 회전하는 회전 공구, 또는 랜덤 궤도를 갖는 공구 (예를 들어, 랜덤 궤도 샌더)와 함께 사용될 수 있고, 사용 동안 연마 계면에서 진동할 수 있다. 일부 경우, 이러한 진동으로 인해 연마되는 작업편 상의 표면이 더 미세해 질 수 있다.A coated abrasive article in accordance with the present disclosure may be used, for example, with a rotating tool that rotates along a central axis generally perpendicular to the structured abrasive layer, or with a tool having a random orbit (e.g., a random orbital sander) It can oscillate at the polishing interface during use. In some cases, such vibrations can result in finer surfaces on the workpiece being polished.
본 개시내용의 선택된 실시양태Selected embodiments of the present disclosure
제1 실시양태에서, 본 개시내용은 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공하며, 그 방법은In a first embodiment, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article,
제1 주표면 및 대향하는 제2 주표면을 갖는 배킹; 및A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층 - 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고, 연마 표면은 배킹의 제1 주표면 상에 제1 돌출 영역을 가짐 -을 포함하는 구조화된 연마 용품을 제공하는 단계; 및The abrasive layer-abrasive layer affixed to the first major surface of the backing comprises a abrasive composite secured to a first major surface of the backing, the abrasive layer having a polishing surface opposite the second major surface of the backing, Providing a structured abrasive article comprising abrasive particles held in a binder matrix, wherein the abrasive surface has a first projecting region on a first major surface of the backing; And
연마 표면의 일부를 레이저 빔과 접촉시켜서 연마 표면에 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역 - 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)임 -을 제공하는 단계를 포함한다.Wherein at least one microporous surface zone-most of the microporous surface zone on the polishing surface comprises a binder matrix, wherein at least one microporous surface zone is in contact with at least one microporous surface zone Wherein the protrusion of at least one microporous surface zone on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a second protrusion on the first major surface of the backing, And the ratio of the second protruding area to the first protruding area is 0.15 to 0.90 (inclusive of these values).
제2 실시양태에서, 본 개시내용은 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비가 0.25 내지 0.80 (이들 수치 포함)인 제1 실시양태에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a second embodiment, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article according to the first embodiment wherein the ratio of the second projected area to the first projected area is 0.25 to 0.80, inclusive.
제3 실시양태에서, 본 개시내용은 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비가 0.35 내지 0.70 (이들 수치 포함)인 제1 실시양태에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a third embodiment, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article according to the first embodiment wherein the ratio of the second projecting area to the first projecting area is 0.35 to 0.70, inclusive.
제4 실시양태에서, 본 개시내용은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역이 연마 표면 상에 균일하게 배치된 제1 실시양태 내지 제3 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a fourth embodiment, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article according to any of the first through third embodiments wherein at least one microporous surface region is uniformly disposed on the polishing surface .
제5 실시양태에서, 본 개시내용은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역이 연마 표면 상에 균일하게 연장된 격자 패턴을 형성하는 제1 실시양태 내지 제4 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a fifth embodiment, the present disclosure is directed to a coated abrasive article according to any of the first through fourth embodiments, wherein at least one microporous surface region forms a uniformly extended lattice pattern on the abrasive surface. And a manufacturing method thereof.
제6 실시양태에서, 본 개시내용은 연마 복합재의 적어도 일부가 피라미드를 포함하는 제1 실시양태 내지 제5 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a sixth embodiment, the present disclosure provides a method of making a coated abrasive article according to any one of the first through fifth embodiments, wherein at least a portion of the abrasive composite comprises a pyramid.
제7 실시양태에서, 본 개시내용은 코팅된 연마 용품이 코팅된 연마 디스크 또는 코팅된 연마 벨트를 포함하는 제1 실시양태 내지 제6 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품의 제조 방법을 제공한다.In a seventh embodiment, the present disclosure provides a method of manufacturing a coated abrasive article according to any of the first through sixth embodiments, wherein the coated abrasive article comprises a coated abrasive disk or a coated abrasive belt do.
제8 실시양태에서, 본 개시내용은In an eighth embodiment,
제1 주표면 및 대향하는 제2 주표면을 갖는 배킹; 및A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층을 포함하는 코팅된 연마 용품을 제공하며, 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 연마 표면의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상의 제1 돌출 영역에 상응하고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고,A polishing abrasive article comprising a polishing layer secured to a first major surface of a backing, the polishing layer comprising abrasive composite anchored to a first major surface of the backing, The protrusion of the polishing surface on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface corresponds to a first protruding area on the first major surface of the backing and the abrasive composite has an abrasive surface on the opposite side of the abrasive surface, Particles,
연마 표면은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역을 포함하고, 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)이다.Wherein the polishing surface comprises at least one microporous surface region, wherein the majority of the microporous surface region comprises a binder matrix, and wherein at least one microporous surface region comprises at least one microporous surface region in a portion of the polishing surface immediately adjacent to the at least one microporous surface region Wherein the projection of at least one microporous surface area on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a second projected area on the first major surface of the backing, The ratio of the second protruding region to the region is 0.15 to 0.90 (inclusive).
제9 실시양태에서, 본 개시내용은 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비가 0.25 내지 0.80 (이들 수치 포함)인 제8 실시양태에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In a ninth embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to the eighth embodiment wherein the ratio of the second projected area to the first projected area is 0.25 to 0.80, inclusive.
제10 실시양태에서, 본 개시내용은 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비가 0.35 내지 0.70 (이들 수치 포함)인 제8 실시양태에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In a tenth embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to the eighth embodiment wherein the ratio of the second projected area to the first projected area is 0.35 to 0.70, inclusive.
제11 실시양태에서, 본 개시내용은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역이 연마 표면 상에 균일하게 배치된 제8 실시양태 내지 제10 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In an eleventh embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to any one of the eighth to tenth embodiments, wherein at least one microporous surface region is uniformly disposed on the polishing surface.
제12 실시양태에서, 본 개시내용은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역이 연마 표면 상에 균일하게 연장된 격자 패턴을 형성하는 제8 실시양태 내지 제11 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In a twelfth embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to any one of the eighth to eleventh embodiments, wherein at least one microporous surface region forms a uniformly extended grating pattern on the abrasive surface. to provide.
제13 실시양태에서, 본 개시내용은 연마 복합재의 적어도 일부가 피라미드를 포함하는 제8 실시양태 내지 제11 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In a thirteenth embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to any one of the eighth to eleventh embodiments, wherein at least a portion of the abrasive composite comprises a pyramid.
제14 실시양태에서, 본 개시내용은 코팅된 연마 용품이 코팅된 연마 디스크 또는 코팅된 연마 벨트를 포함하는 제8 실시양태 내지 제13 실시양태 중 어느 하나에 따른 코팅된 연마 용품을 제공한다.In a fourteenth embodiment, the present disclosure provides a coated abrasive article according to any one of the eighth to thirteenth embodiments, wherein the coated abrasive article comprises a coated abrasive disk or a coated abrasive belt.
본 개시내용의 목적 및 이점은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항은 본 개시내용을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.The objects and advantages of the disclosure are further illustrated by the following non-limiting examples, but the specific materials and amounts thereof as well as other conditions and details recited in these examples are not intended to be limiting It should not be interpreted.
실시예Example
달리 언급되지 않는 한, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.Unless otherwise stated, all parts, percentages, ratios, etc. in the remainder of the examples and specification are by weight.
시험 방법Test Methods
스커핑(Scuffing) 시험Scuffing test
시험 디스크를 5-lb (2.3 ㎏)의 일정한 하향력을 인가하고, 랜덤 궤도 운동으로 회전하는 서보 모터(servo motor)에 장착된 백업(backup) 패드 (쓰리엠 컴퍼니로부터 쓰리엠 피네스-잇 롤록 샌딩 패드(3M FINESSE-IT ROLOC SANDING PAD) 02345 (1 1/4-인치 (3.18 cm) 직경)로서 입수가능함)에 부착하였다. 자동차 도장 및 클리어코트 (이.아이. 듀 폰 드 네모아스 앤드 코.(E.I. du Pont de Nemours and Co.) (미국 델라웨어주 윌밍톤 소재))로부터의 젠 IV 클리어코트(GEN IV CLEARCOAT) 아크릴로실란 클리어코트)를 갖는 2개의 3 인치 (7.6 cm) × 8 인치 (20.3 cm)의 미리 칭량된 알루미늄 금속 패널 (에이씨티 레보레이토리즈(ACT Laboratories) (미국 미시간주 힐스데일 소재) 제품)을 테이블에 고정시켰다. 약 0.3 g의 증류수를 시험 디스크에 도포하고, 시험 디스크를 7400 rpm에서 회전시키고, 시험 패널에 대해서 움직여서 약 7초 동안 2 인치 (5 cm) 직경 스팟을 연마하였다. 디스크를 시험 패널로부터 제거하고, 서보 모터를 새로운 시험 영역에 인덱싱(indexing)하고, 시험을 반복하여 총 6개의 스팟을 위해서 각각의 시험 패널 상에 3개의 스팟을 연마하였다. 제거된 재료의 양을 측정하기 위해서, 각각의 시험 패널을 분석 저울을 사용하여 다시 칭량하였다.A test disk was subjected to a constant downward force of 5-lb (2.3 kg) and a backup pad mounted on a servomotor rotating in random orbital motion (from a 3M Company to a 3PM- (Available as 3M FINESSE-IT ROLOC SANDING PAD) 02345 (1 1/4-inch (3.18 cm) diameter). GEN IV CLEARCOAT from the automotive sealant and Clearcoat (EI du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del., USA) Two 3 inch (7.6 cm) by 8 inch (20.3 cm) pre-weighed aluminum metal panels (ACT Laboratories, Hillsdale, Mich.) Having Fixed on the table. Approximately 0.3 g of distilled water was applied to the test disc, the test disc was rotated at 7400 rpm, and moved against the test panel to polish a 2 inch (5 cm) diameter spot for about 7 seconds. The disk was removed from the test panel, the servo motor was indexed to a new test area, and the test was repeated to polish three spots on each test panel for a total of six spots. To determine the amount of material removed, each test panel was reweighed using an analytical balance.
오프핸드(offhand) 마모 시험Offhand abrasion test
시험 디스크 (1.25-인치 디스크)를 쓰리엠 컴퍼니로부터의 쓰리엠 피네스-잇 롤록 샌딩 패드 02345 (1 1/4 인치 (3.18 cm)) 백업 패드를 통해서 쓰리엠 컴퍼니로부터의 쓰리엠 미니 랜덤 오비탈 니브 샌더(3M MINI RANDOM ORBITAL NIB SANDER) (1 1/4 인치 × 3/16 인치 (3.18 cm × 0.48 cm) 궤도)에 부착하였다. 시험 기재는 이.아이. 듀 폰 드 네모아스 앤드 코. (미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터의 젠 IV 클리어코트 아크릴로실란 클리어코트를 갖는, 에이씨티 레보레이토리즈 (미국 미시간주 힐스데일 소재)로부터의 베이스코트/클리어코트 자동차 차체 패널이었다. 샌더를 활성화하고, 시험 디스크를 시험 패널에 대해서 약 4초 동안 (약 4 내지 5 lb의 힘) 움직였다. 이어서, 샌더를 새로운 스팟으로 이동시키고, 절차를 반복하였다. 디스크가 시험 패널을 더 이상 적절하게 스커핑하지 않을 때까지 시험을 계속하였다. 각각의 시험 디스크에 대해서, "양호한 스팟" (균일하고 명확하게 스커핑된 영역)의 수 및 "여백이 있는 스팟" (덜 명확한 여백을 갖고, 광택이 있는 영역을 포함하는 스커핑된 스팟)의 수를 세었다.Test discs (1.25-inch discs) from 3M Fern-Roth Rock sanding pad 02345 (1 1/4 inch (3.18 cm)) backup pads from 3M Company 3M MINI RANDOM from 3M Company ORBITAL NIB SANDER) (1 1/4 inch x 3/16 inch (3.18 cm x 0.48 cm) orbit). The test items are: DuPont de Nemours and Koh. Clearcoat automotive bodywork panel from ACTIVREBRELOTREZ (Hillsdale, Mich., USA) with Zen IV clearcoat acrylosilane clearcoat from ZEON (Wilmington, Del., USA). The sanders were activated and the test discs were moved against the test panel for about 4 seconds (about 4 to 5 lb force). Subsequently, the sander was moved to a new spot and the procedure was repeated. The test was continued until the disc no longer appropriately scuffed the test panel. For each test disc, the number of "good spots" (uniformly and clearly scarred areas) and the number of "spots with spots" (less spots with less clear spots, The number was counted.
레이저 설정Laser settings
표 1에 기재된 다양한 조건에서 작동하는 400-와트의 산업용 CO2 레이저 (10.6 마이크로미터 파장, 0.18 밀리미터 스팟 크기, 100 마이크로초 펄스 폭)를 사용하여 실시예의 구조화된 연마 표면을 레이저-처리하였다. 사용된 레이저-처리 설정은 표 1 (하기)에 보고되어 있다.The structured abrasive surfaces of the examples were laser treated using a 400-watt industrial CO 2 laser (10.6 micrometer wavelength, 0.18 millimeter spot size, 100 microsecond pulse width) operating at various conditions as listed in Table 1. The laser-processing settings used are reported in Table 1 (below).
[표 1][Table 1]
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교 실시예 AExamples 1 to 6 and Comparative Example A
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교 실시예 A는 자동차 도장 수리 조작에서 본 개시내용의 효과를 예증한다. 구조화된 연마 필름은 쓰리엠 컴퍼니로부터 쓰리엠 트리작트 피네스-잇 필름-466LA, 등급 A3 (이하 "SAA1")로서 입수하였다. 레이저 처리 출력 조건은 표 2에 기재되어 있다.Examples 1 to 6 and Comparative Example A illustrate the effect of this disclosure in automotive paint repair operations. The structured abrasive film was obtained from 3M Company as 3M Trimat Finn-Itt film-466LA, grade A3 (hereinafter "SAA1"). The laser processing output conditions are shown in Table 2.
설정 1, 2, 및 3은 1 밀리미터 이격된 구조화된 연마 필름의 표면을 가로지르는 도트를 유발한 반면, 설정 4, 5, 및 6은 구조화된 연마 필름의 표면을 가로지르는 선을 유발하였다. 다른 것이 모두 동일한 경우, 출력의 증가는 연마 층으로부터의 재료 제거 깊이를 증가시키기 때문에, 설정 3은 설정 2보다 연마 재료를 더 많이 제거하였고, 설정 2는 결국 설정 1보다 더 많이 제거하였다. 이어서, 연마 표면을 개질하는 데 사용된 동일한 레이저 장비를 사용하여 시험하기 위해서 1 1/4 인치 (3.18 cm)의 직경을 갖는 연마 디스크를 재료로부터 절단하였다.Settings 1, 2, and 3 resulted in dots across the surface of the structured abrasive film spaced one millimeter apart while settings 4, 5, and 6 resulted in lines across the surface of the structured abrasive film. Setting 3 removed more abrasive material than setting 2, and setting 2 eventually eliminated more than setting 1, because increasing the output increases the depth of material removal from the polishing layer when the others are all the same. Then, a polishing disk having a diameter of 1 1/4 inch (3.18 cm) was cut from the material for testing using the same laser equipment used to modify the polishing surface.
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교 실시예 A에 대한 스커핑 시험 결과가 표 2 (하기)에 보고되어 있다.The results of scuffing tests for Examples 1 to 6 and Comparative Example A are reported in Table 2 (below).
[표 2][Table 2]
표 2에서, 비교 실시예 A는 시험 패널로부터 재료의 유의한 양을 마모시키거나 제거하지 않았다. 모든 경우에, 레이저 처리의 부가는 절삭량을 증가시켰다. 예를 들어 실시예 2를 실시예 3과 비교하고, 실시예 5를 실시예 6과 비교하여 보면, 특정량의 재료를 제거한 이후에는, 추가의 레이저 처리가 코팅된 연마 디스크의 총 절삭에 악영항을 미친다. 실시예 2의 현미경 사진이 도 2에 도시되어 있다. 실시예 5의 현미경 사진이 도 3에 도시되어 있다.In Table 2, Comparative Example A did not wear or remove significant amounts of material from the test panel. In all cases, the addition of laser treatment increased the amount of cut. For example, comparing Example 2 with Example 3, and comparing Example 5 with Example 6, it can be seen that, after removing a certain amount of material, . A micrograph of Example 2 is shown in FIG. A micrograph of Example 5 is shown in FIG.
실시예 7 내지 실시예 12 및 비교 실시예 BExamples 7 to 12 and Comparative Example B
실시예 7 내지 실시예 12 및 비교 실시예 B는 레이저 처리된 디스크 대 처리되지 않은 디스크에 대한 연마 균일성을 보여준다.Examples 7 to 12 and Comparative Example B show the polishing uniformity for laser treated disc versus untreated discs.
구조화된 연마 필름이 A3 대신에 등급 A5 (이하 "SAA2")였고, 시험 패널 클리어코트가 아크릴로실란 화학물질 대신에 카바메이트 화학물질이었고, 4개의 시험 패널을 연마한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교 실시예 A와 동일하게 실시예 7 내지 실시예 12 및 비교 실시예 B를 제조하였다.Except that the structured abrasive film was grade A5 (hereinafter "SAA2") instead of A3, the test panel clearcoat was a carbamate chemical instead of the acrylosilane chemical, and the four test panels were polished Examples 7 to 12 and Comparative Example B were prepared in the same manner as in Example 1 to Example 6 and Comparative Example A,
따라서, 실시예 7 내지 실시예 12 및 비교 실시예 B를 스커핑 시험에 따라서 평가하였다. 결과가 표 3 (하기)에 보고되어 있다.Thus, Examples 7 to 12 and Comparative Example B were evaluated according to the scuffing test. The results are reported in Table 3 (below).
[표 3][Table 3]
표 3에서, 제거율의 감소가 작을수록 시험 과정에 걸쳐서 제거율이 일관된 것을 나타낸다. 도트 및 선 설계 둘 모두의 경우, 가장 적은 출력의 레이저로 처리된 실시예인 실시예 7 및 실시예 10은 임의의 레이저 삭마가 없는 실시예보다 더 작은 제거 감소를 가진 반면, 다른 실시예는 더 극적인 제거 감소를 가졌다. 이는, 매우 온화하게 레이저 처리된 실시예가 비처리 실시예보다 더 일관되게 절삭한다는 것을 의미한다.In Table 3, the smaller the reduction in the removal rate, the more consistent the removal rate throughout the test procedure. For both the dot and line designs, Example 7 and Example 10, which are the least power laser treated embodiments, have a smaller removal reduction than the example without any laser ablation, while other embodiments have more dramatic Removal reduction. This means that a very mildly laser treated embodiment is more consistent than the non-treated embodiment.
구조화된 연마 용품 SAA3의 제조Manufacture of structured abrasive article SAA3
재료material
[표 4][Table 4]
순서대로, 35.61 부의 SR339, 53.83 부의 SR351H, 2.02 부의 DSP, 5.54 부의 A174, 및 3.00 부의 PI를 조합하여 프리믹스를 생성함으로써 구조화된 연마 용품을 제조하였다. 이어서, 28.7 부의 프리믹스를 2.9 부의 OX50, 및 68.4 부의 WA4000과 조합하였고, 혼합물을 고전단 혼합기로 교반하였다. 이러한 생성된 슬러리를 60 ft/min (18 m/min)에서 인접한 63 마이크로미터 깊이의 3-면 피라미드형 캐비티를 갖는 폴리프로필렌 공구에 나이프 코팅하여 약 1.1 g/24 in2 (71 g/m2)의 코팅 중량을 성취하였다. 충전된 공구를 EAA 프라이머 코팅을 갖는 3-밀 (76-마이크로미터) 폴리에스테르 필름 배킹과 접촉시키고, 120 와트/cm에서 작동하는 2개의 D-유형 전구 (퓨전 유브이 시스템즈, 인크.(Fusion UV Systems, Inc.) (미국 매릴랜드주 게이터스버그 소재))로부터의 자외광으로 조사하였다. 폴리프로필렌 공구를 조성물로부터 제거하여 SAA3로 지정된 구조화된 연마 용품을 산출하였다.In sequence, 35.61 parts of SR339, 53.83 parts of SR351H, 2.02 parts of DSP, 5.54 parts of A174, and 3.00 parts of PI were combined to produce a premixed structured abrasive article. Then 28.7 parts of premix was combined with 2.9 parts of OX50 and 68.4 parts of WA4000 and the mixture was stirred with a high shear mixer. The resulting slurry was knife coated onto a polypropylene tool having a 3-sided pyramidal cavity at a depth of 63 micrometers adjacent to it at 60 ft / min (18 m / min) to yield about 1.1 g / 24 in 2 (71 g / m 2 ) Was achieved. The filled tool was contacted with a 3-mil (76-micrometer) polyester film backing having an EAA primer coating and two D-type bulbs operating at 120 watts / cm (Fusion UV Systems , Inc. (Gatorbag, Maryland, USA)). The polypropylene tool was removed from the composition to yield a structured abrasive article designated SAA3.
실시예 13 및 실시예 14, 및 비교 실시예 C 및 비교 실시예 DExample 13 and Example 14, and Comparative Example C and Comparative Example D
실시예 13 및 실시예 14, 및 비교 실시예 C 및 비교 실시예 D를 제조하여 상이한 조성의 2종의 구조화된 연마 용품 상에서 레이저 설정 7의 효과를 비교하였다. 실시예의 디스크를 카바메이트 클리어코트를 갖는 2개의 패널을 사용하여 스커핑 시험에 따라서 시험하였다. 시험 결과가 표 5에 나타나 있다. 실시예 13의 현미경 사진이 도 4에 도시되어 있다.Example 13 and Example 14, and Comparative Example C and Comparative Example D were prepared to compare the effect of laser setting 7 on two structured abrasive articles of different compositions. The discs of the examples were tested according to a scuffing test using two panels with a carbamate clearcoat. The test results are shown in Table 5. A micrograph of Example 13 is shown in FIG.
[표 5][Table 5]
실시예 15 및 실시예 16, 및 비교 실시예 E 및 비교 실시예 FExample 15 and Example 16, and Comparative Example E and Comparative Example F
실시예 15 및 실시예 16, 및 비교 실시예 E 비교 실시예 F를 제조하여 2개의 레이저 처리 조건 하에서 SAA3 상에서의 본 개시내용의 효능을 예증하였다. 비교 실시예 F는 비교 실시예 E의 반복이었다. 실시예의 디스크를 오프핸드 시험에 따라서 시험하였다. 시험 결과가 표 6에 보고되어 있다. 실시예 15의 현미경 사진이 도 5에 도시되어 있다.Example 15 and Example 16, and Comparative Example E Comparative Example F was prepared to demonstrate the efficacy of this disclosure on SAA3 under two laser treatment conditions. Comparative Example F was a repeat of Comparative Example E. The disks of the examples were tested according to the off-hand test. The test results are reported in Table 6. A micrograph of Example 15 is shown in Fig.
[표 6][Table 6]
실시예 17 내지 실시예 19 및 비교 실시예 GExamples 17 to 19 and Comparative Example G
실시예 17 내지 실시예 19 및 비교 실시예 G를 제조하여 대안의 기재 상에서 사용되는 경우 구조화된 연마 용품 상에서의 본 개시내용의 효과를 예증하였다. 실시예 17 내지 실시예 19의 연마 디스크는 표 7에 보고된 바와 같이 레이저-처리된 쓰리엠 트리작트 후킷 필름 디스크(TRIZACT HOOKIT FILM DISC) 268XA (5 IN (12.7 cm) × NH A10) (쓰리엠 컴퍼니 제품) 구조화된 연마 필름 디스크였고, 비교 실시예 G는 레이저-처리되지 않았다. 쓰리엠 랜덤 오비탈 샌더 - 엘리트 시리즈(3M RANDOM ORBITAL SANDER - ELITE SERIES) 28498 (공기-구동, 비-진공, 5" (12.7 cm) 공구 직경, 3/32" (0.24 cm) 궤도) (쓰리엠 컴퍼니 제품) 상의 쓰리엠 후킷 로우 프로파일 피니싱 디스크 패드(3M HOOKIT LOW PROFILE FINISHING DISC PAD) 77855 (5" (12.7 cm) 직경 × 11/16" (1.75 cm) 두께, 5/16-24 익스터널 트레드(EXTERNAL THREAD))에 고정시킴으로써 실시예 디스크를 시험하였다. 샌더를 활성화하고, 시험 디스크를 고 광택으로 폴리싱된 물-습윤된 고체 코리안(CORIAN) 표면에 대해서 움직였다. 가시적인 스와프를 생성하고, 거품 같이 보이는 충분한 스와프를 생성하는 데 필요한 시간을 주목하고, 보고하였다. 시험 결과가 표 7에 보고되어 있다. 실시예 18의 현미경 사진이 도 6에 도시되어 있다.Examples 17 to 19 and Comparative Example G were prepared to illustrate the effect of this disclosure on structured abrasive articles when used on alternative substrates. The abrasive discs of Examples 17-19 were treated with a laser-treated TRIMACT HOOKIT FILM DISC 268XA (5 IN (12.7 cm x NH A10) (manufactured by 3M Company ) Structured abrasive film disk, and Comparative Example G was not laser-treated. 3M RANDOM ORBITAL SANDER - ELITE SERIES 28498 (air-driven, non-vacuum, 5 "(12.7 cm) tool diameter, 3/32" (0.24 cm) (3 "HOOKIT LOW PROFILE FINISHING DISC PAD) 77855 (5" (12.7 cm) diameter × 11/16 "(1.75 cm) thick, 5 / 16-24 EXTERNAL THREAD) To test the example disc. The sanders were activated and the test discs were moved against a highly polished water-wet solid CORIAN surface. I noticed and reported the time needed to create visible swabs and generate enough swabs that looked like bubbles. The test results are reported in Table 7. A micrograph of Example 18 is shown in FIG.
[표 7][Table 7]
실시예 20Example 20
실시예 20을 제조하여 연마 용품의 레이저-처리된 표면의 본성을 보여주었다. SAA1를 레이저 설정 13에서 레이저-처리하였다. 주사 전자 현미경을 사용하여 300x, 1000x, 및 1500x에서 주사 전자 현미경 사진을 수득하였다. 현미경 사진이 각각 도 7, 도 8, 및 도 9에 도시되어 있다.Example 20 was fabricated to show the nature of the laser-treated surface of the abrasive article. SAA1 was laser-treated at laser setting 13. Scanning electron micrographs were obtained at 300x, 1000x, and 1500x using a scanning electron microscope. Micrographs are shown in Figures 7, 8 and 9, respectively.
특허증을 위한 상기 출원에서 인용된 모든 참고 문헌, 특허 또는 특허 출원은 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 포함된 참고 문헌의 부분과 본 출원 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명의 정보가 우선하여야 한다. 본 기술 분야의 숙련인이 청구된 본 개시내용을 실시할 수 있게 하도록 주어진 전술한 설명은 청구범위 및 그에 대한 모든 등가물에 의해 규정되는 본 개시내용의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.All references, patents, or patent applications cited in this application for patent claims are incorporated herein by reference in their entirety and in a consistent manner. If there is a discrepancy or inconsistency between the part of the reference incorporated and the present application, the information in the above description shall take precedence. The foregoing description, given to enable those skilled in the art to practice the claimed invention, should not be construed as limiting the scope of the present disclosure as defined by the claims and all equivalents thereto.
Claims (14)
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층 - 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고, 연마 표면은 배킹의 제1 주표면 상에 제1 돌출 영역을 가짐 -을 포함하는 구조화된 연마 용품(structured abrasive article)을 제공하는 단계; 및
연마 표면의 일부를 레이저 빔과 접촉시켜서 연마 표면에 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역 - 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기(surface roughness)를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)임 -을 제공하는 단계를 포함하는 코팅된 연마 용품의 제조 방법.A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
The abrasive layer-abrasive layer affixed to the first major surface of the backing comprises a abrasive composite secured to a first major surface of the backing, the abrasive layer having a polishing surface opposite the second major surface of the backing, Providing a structured abrasive article comprising abrasive particles retained within a binder matrix, the abrasive surface having a first projected area on a first major surface of the backing; And
Wherein at least one microporous surface zone-most of the microporous surface zone on the polishing surface comprises a binder matrix, wherein at least one microporous surface zone is in contact with at least one microporous surface zone Wherein the projection of at least one microporous surface zone on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a greater surface roughness than a portion of the abrading surface immediately adjacent to the first major surface And the ratio of the second protruding area to the first protruding area is 0.15 to 0.90 (inclusive). ≪ Desc / Clms Page number 13 >
배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 층을 포함하는 코팅된 연마 용품으로서, 연마 층은 배킹의 제1 주표면에 고정된 연마 복합재를 포함하고, 연마 층은 배킹의 제2 주표면의 반대편에 연마 표면을 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 연마 표면의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상의 제1 돌출 영역에 상응하고, 연마 복합재는 결합제 매트릭스 내에 보유된 연마 입자를 포함하고,
연마 표면은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역을 포함하고, 미세다공성 표면 구역의 대부분은 결합제 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역은 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역에 바로 근접한 연마 표면의 부분에서보다 더 큰 표면 거칠기를 갖고, 제1 주표면에 수직인 방향에서 제1 주표면 상의 적어도 하나의 미세다공성 표면 구역의 돌출부는 배킹의 제1 주표면 상에 제2 돌출 영역을 갖고, 제1 돌출 영역에 대한 제2 돌출 영역의 비는 0.15 내지 0.90 (이들 수치 포함)인 코팅된 연마 용품.A backing having a first major surface and an opposing second major surface; And
A coated abrasive article comprising an abrasive layer affixed to a first major surface of a backing, the abrasive layer comprising abrasive composites anchored to a first major surface of the backing, the abrasive layer being disposed opposite the second major surface of the backing Wherein the protrusion of the polishing surface on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface corresponds to a first protruding area on the first major surface of the backing and the abrasive composite has abrasive particles retained in the binder matrix Including,
Wherein the polishing surface comprises at least one microporous surface region, wherein the majority of the microporous surface region comprises a binder matrix, and wherein at least one microporous surface region comprises at least one microporous surface region in a portion of the polishing surface immediately adjacent to the at least one microporous surface region Wherein the projection of at least one microporous surface area on the first major surface in a direction perpendicular to the first major surface has a second projected area on the first major surface of the backing, And the ratio of the second projected area to the area is 0.15 to 0.90 (including these values).
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