KR100435432B1 - 자분의 백색도향상에 의해 시인성이 우수한 빌레트 흠 탐상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자분을 사용하여 빌레트 흠을 탐상하는 방법에 관한 것으로, 백색 가시광선하에서 빌레트 흠 탐상에 사용되는 자분에 소정량의 유리섬유 미분말을 첨가함으로서 자분의 백색도를 향상시켜 시인성이 우수한 빌레트 흠 탐상방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

따라서, 본 발명은 백색광하에서 자분을 사용하여 빌레트의 흠을 탐상하는 방법에 있어서, 상기 자분에 유리섬유 미분말을 혼합·첨가하는 것을 특징으로 하는 빌레트 흠 탐상방법에 관한 것을 그 기술사상의 요지로 한다.

Description

자분의 백색도향상에 의해 시인성이 우수한 빌레트 흠 탐상방법{A METHOD FOR INSPECTING BILLET SURFACE DEFECT BY WHITENESS IMPROVEMENT}

본 발명은 자분을 사용하여 빌레트 흠을 탐상하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빌레트 흠 탐상에 사용되는 자분에 소정량의 유리섬유 미분말을 혼합·첨가함으로써 자분의 백색도 향상에 의해 시인성이 우수한 빌레트 흠 탐상방법에 관한 것이다.

일반적으로 빌레트의 흠의 탐상에는 강자성체인 빌레트에 교류전류를 흘려서 자장을 형성시켜 그 강자성체에 결함이 있을때 그 결함근처에 형성되는 누설자장에 의하여 자분이 결함주위에 끌려오는 자분을 이용한 자본탐상법을 이용한다. 알려진 바와같이, 강자성체는 자장의 세기(H)에 따라 자화도(M)의 값이 변하므로 투자율(ｕ)이 비선형적인 값을 가진다. 이러한 특성을 자기이력곡선(B-H 곡선)이라 하며 이는 그 자성체의 자기적 특성을 잘 나타내 준다.

따라서, 상기 자분을 이용한 자분탐상방법은 강자성체를 포화 자화시켜 결함에서 발생되는 누설자속을 이용하는 것으로 빌레트에 흠이 없을 경우 포화자장을 가하여도 자속은 빌레트의 표면으로 거의 누설되지 않으며 빌레트의 내면으로 흐른다. 또한 누설자속이 있다손 치더라도 전반적으로 거의 균일하므로 자분은 빌레트표면에 균일하게 붙게 된다. 그러나, 만일 빌레트의 표면에 흠이 존재한다면 자속은 그 흠에 의해 분포가 변화되며 결함주위에서 자성체내부에 자속량이 많지만 일부는 밖으로 밀려나오게 된다. 이렇게 밖으로 밀려난 자속에 의하여 형성되는 자장의 세기는 흠이 없는 부분에 비하여 월등히 크므로 자분은 결함주위에 결집되어 빌레트의 흠 탐지를 가능하게 하는 것이다.

그러므로 자분을 이용한 빌레트 흠을 탐지함에 있어서 자분의 역할은 매우 중요하다고 볼 수 있다. 이러한 자분은 일반적으로 강자성체인 미립철분을 코어로 사용하고 있으며, 여기에 색을 나타내는 안료를 자분에 고착시키기 위한 고분자물질이 복합적으로 코어를 둘러싸고 있는 형태로 되어 있다.

자분의 제조 및 그 적용방법에 대한 공지기술로서 미국 특허(특허번호 5,350,558)가 있으며, 이밖에도 일본특허(특허번호 9,368,792)등에는 자분탐상에서 최적자화방법등에 대해 언급하고 있다. 상기와 같은 공지기술에서는 자분의 제조 및 그 자화방법에 주안점을 두었으나, 실제로 자분을 이용하여 빌레트의 흠탐상을 함에는 자분의 자기적 특성, 자분의 입도, 자분의 백색도, 고분자 함량 및 무기물 함량등이 중요한 인자가 된다. 그러나, 자분의 자기적인 특성은 중요한 요소지만원재료인 철분말에 의해 결정되므로 별도로 정량화가 필요없는 항목이다.

상기 자분의 백색도는 빌레트의 효과적인 흠 탐지를 위한 중요한 변수로 작용한다. 왜냐하면, 자분의 백색도를 향상시키면 시인성이 개선되어 빌레트의 미세흠도 쉽게 탐지되므로 생산성 및 제품의 품질향상을 도모할 수 있기 때문이다. 따라서 백색도를 원하는 수준으로 효과적으로 관리할 필요가 큰 것이다.

그러나, 현재 사용중인 자분은 가시광선하에서 흠을 판별하는 백색 비형광 자분으로 백색안료로서 이산화티타늄(TiO₂)을 사용하고 있다. 또한, 이러한 이산화티타늄도 또한 여러 등급이 있으므로 사용하는 원료에 따라 백색도의 차이가 발생하고 있는 실정이다. 따라서 사용되는 원료마다 일일이 백색도를 측정해야 하는 불편이 있을뿐만아니라 만족할만한 수준의 백색도를 확보하기가 쉽지않아 빌레트의 미세흠 판별에 한계가 있다는 문제가 있다. 또는 자분의 백색도 향상을 위해 사용되는 이산화티타늄은 고가이므로 그 사용에 따른 경제적인 부담도 문제가 되고 있는 실정이다.

따라서, 상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 백색 가시광선하에서 빌레트 흠 탐상에 사용되는 자분에 소정량의 유리섬유 미분말을 첨가함으로서 자분의 백색도를 향상시켜 시인성이 우수한 빌레트 흠 탐상방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 유리섬유 미분말의 입도분포를 나타내는 그래프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 백색광하에서 자분을 사용하여 빌레트의 흠을 탐상하는 방법에 있어서, 상기 자분에 유리섬유 미분말을 혼합·첨가하는 것을 특징으로 하는 빌레트 흠 탐상방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 빌레트 흠 탐상용 자분에 유리섬유 미분말을 혼합·첨가시켜 자분의 백색도를 향상시켜 시인성을 개선시킴을 그 특징으로 한다. 일반적으로 유리가루는 그 특성상 빛을 난반사하여 시인성을 향상시키는 성질이 있다. 따라서 이러한 성질을 이용하여 도로 차선을 도색함에 있어서 유리가루를 도색제에 첨가하는데, 이는 야간에 지향성의 인조광원이 조사될때 빛을 난반사함으로써 차선이 눈에 잘 보이게 하는 역할을 하기 때문이다. 또한, 고급 스크린의 경우 유리가루를 도포하면 빛의 반사도를 높여 선명한 화면을 나타낼 수 있으므로 고급 스크린제조에 이용된다.

한편, 현재의 빌레트 흠 탐상용 자분을 이용한 빌레트의 제조방법에 있어서도, 흠탐상장치 (DDU:Defect Detction Unit)거친 빌레트의 표면흠은 인공조명하에서 연마제거함으로써 표면결함이 없는 빌레트를 제조하고 있다. 따라서, 본 발명자는 자분에 유리섬유 분말를 첨가할 경우 유리섬유 분말의 난반사성에 비추어 볼때 빌레트의 미세흠 탐상에 보다 유익함을 발견하고, 자분의 백색도를 향상을 위한 유리섬유 분말의 제반조건을 연구한 결과 본 발명을 안출하게 된 것이다.

이러한 유리섬유 분말은 수십 ㎛의 직경을 갖는 유리섬유를 볼밀(Ball Mill)에서 수시간동안 분쇄하여 얻어지는데, 본 발명에 있어서는 첨가되는 유리섬유 미분말의 입도를 10~30㎛로 제한함이 바람직하다. 만일 그 입도의 크기가 10㎛보다 작으면, 이러한 입도의 유리섬유분말이 혼합된 자분을 흠탐상을 위하여 빌레트 표면위로 분무도포할 경우 인체에 흡수되어 배출되기 않기때문에 인체에 극히 유해하기 때문이다. 그러나 그 입도가 30㎛를 초과하면 그 입도의 크기가 너무커서 역효과를 초래하기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서는 유리섬유 미분말이 5~20wt%로 혼합·첨가되는 것이 바람직하다. 이는 그 중량비가 5%미만일 경우 백색도 향상을 위한 유리섬유 미분말 첨가효과가 없으며, 20%를 초과할 경우 백색도가 더이상 향상되지 않기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

직경 20㎛의 유리섬유를 볼밀에서 4시간동안 분쇄하여 유리섬유 미분말을 제조하였다. 이렇게 제조된 유리섬유 분말의 입도를 분석한 결과를 도 1에 나타난 있다. 도 1에서 알 수 있는 바와같이, 유리섬유 분말의 평균입도는 14.44㎛로 정상분포를 나타내고 있다.

(실시예 2)

상기 실시예 1에서의 입도분포를 가진 유리섬유 미분말을 빌레트 흠탐상에 사용되는 자분에 첨가혼합하였다. 이때 그 첨가량을 5~20wt%로 달리하여 자분을 제조하고 그 백색도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	유리섬유 첨가량(wt%)	백색도 수치(Hunter)	백색도 증가(%)
비교예	1	0	66.14	0
발명예	2	5	66.25	1.6
	3	10	68.40	3.4
	4	15	71.18	7.6
	5	20	72.67	9.9

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 유리섬유 분말의 첨가량을 증가시킴에 따라 자분의 백색도 수치가 증가함을 알 수 있으며, 유리섬유 분말을 20wt% 첨가한 발명예 4의 경우 유리섬유 분말을 첨가하지 않은 비교예 1에 비하여 백색도의 증가가 10%에 이르는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명은 백색도를 객관적인 수치로 표현하기 위하여 MILOLTA사의 COLOR READER CR-14 백색도계를 사용하여 백색도를 측정하였다. 이 계측기에는 백색도를 측정하는 Mode가 CIE, Hunter, ASTME313 세가지 방법이 있으나, 백색도의 변화에 따라 수치구분이 뚜렷한 HUNTER MODE를 사용하였다. 이 MODE를 이용하여 측정한 결과 수용성 자분의 경우 신 제품의 경우 대략 그 평균값이 63~67범위에 있었다.

그리고 유리섬유 자체의 백색도는 대략 76.03으로 일반 자분에서보다 백색도 수치가 훨씬 컸다.

상술한 바와같이, 본 발명은 빌레트 흠 탐상용 자분에 유리섬유 미분말을 혼합첨가함으로써 자분의 백색도를 향상시키고, 이에따라 시인성을 개선할수 있으므로 빌레트의 생산성 및 품질향상에 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 백색광하에서 자분을 빌레트 표면에 도포하여 빌레트 흠을 탐상하는 방법에 있어서, 상기 자분에 입도 10~30㎛의 유리섬유 분말을 5~20wt% 혼합·첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 빌레트 흠 탐상방법
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