KR101159160B1 - 내구성 및 생산성을 향상시킨 연마 디스크 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (1) 방습지; (2) 제1 열경화성 수지-함침된, 하나 이상의 제1 망 직조 천 층; (3) 제2 열경화성 수지-코팅된 후 응집 결합된 제1 연마재 층; 및 (4) 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재가 분산 코팅된, 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층된 형태로 포함하는 연마 디스크 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연마 디스크는 기존의 일반 연마포지 없이도 망 직조 천을 포함하는 구성에 의해 망상 구조를 가진 다공성 형태를 나타낼 수 있으므로, 연마력은 지속적으로 유지하면서도 향상된 치수안정성, 내충격강도 및 회전파괴강도를 나타낼 뿐만 아니라, 기존의 유리 섬유 사용으로 인한 작업자의 피부 트러블 문제까지 해결할 수 있다.
Description
본 발명은 내구성, 생산성, 치수안정성, 회전파괴강도, 내충격강도, 제품의 회전균형성 및 경제성이 우수하고, 작업자의 피로도를 저하시킬 수 있는 연마 디스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
다공성을 갖는 일반 연마 디스크는 망(mesh)상의 형태로 연마력은 좋으나, 충격강도 및 회전파괴강도가 약하고 회전 균형성이 불균일하여 안전사고를 일으킬 가능성이 높고 교체 주기가 짧아 생산성이 낮다. 이러한 연마 디스크는 구성 층으로서 일반 유리섬유 직물 층을 포함하는 것이 대부분이며, 종래기술에 따른 유리섬유 직물층-함유 연마 디스크의 단면 구조를 도 2에 나타내었다.
도 2에 도시된, 유리섬유 직물을 보강재로 하는 종래의 연마 디스크는, 열경화성 수지에 함침된 디스크 형태의 유리섬유 직물층 위에 연마재-함유 슬러리를 도포한 다음 예비건조시켜 연마재가 분산 코팅된 유리섬유 직물 층을 얻은 후, 곡면형 몰드 소성판 위에 흑지와 상기 유리섬유 직물 층 2장을 위치시킨 다음 가열 가압함으로써 제조된다.
그러나, 기존의 이러한 연마 디스크는 연마공정 중 충격강도 및 회전파괴강도가 약해 연마 면의 모서리나 급격한 충격에 의해 파편을 발생시켜 작업자의 안전사고를 일으킬 가능성이 높다. 상기 문제점을 해결하기 위하여, 카본섬유 및 화학섬유 층에 열경화성 수지에 함침된 연마재를 분산 코팅함으로써 제조된 연마 디스크(도 3)를 개발하였으나, 카본섬유가 고가(유리섬유 및 화학섬유의 약 5배)이고 화학섬유의 내열강도 저하로 인해 연마 표면의 심각한 오염성이 표출되는 문제점이 있다.
대한민국 특허 제794297호는 일반적인 연마포지(coated abrasives)류 제품의 기재 후면에 지석(bonded abrasives)류 제품과 수지 처리 연마재 또는 2차 연마포지(coated abrasives)류 제품 중 어느 하나 이상을 열가소성 접착제로 결합함으로써 연마력 및 지속성을 증가시킬 수 있다고 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방식으로 제조된 연마 디스크는 지석류와 수지 함침-연마재 층이 두꺼워져서, 연마 효율이 떨어지고, 연마 표면이 거칠어질 뿐만 아니라, 내열 접착력이 저하되어 작업자에게 안전사고를 일으킬 위험성이 있다.
또한, 대한민국 특허 제937857호에 개시된 다공성 연마 디스크는 안정성, 치수안정, 회전파괴강도 및 내충격강도가 우수하지만, 카본섬유 및 화학섬유가 고가이기 때문에 경제성이 낮으며, 화학섬유 층에 의한 표면 오염성에 따른 문제점이 있다.
[특허문헌 1] 대한민국 특허 제794297호
[특허문헌 2] 대한민국 특허 제937857호
따라서, 본 발명의 목적은 내구성 및 생산성이 우수한 연마 디스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 연마 디스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은
1) 방습지(water proof paper);
2) 제1 열경화성 수지-함침된, 하나 이상의 제1 망(mesh) 직조 천 층;
3) 제2 열경화성 수지-코팅된 후 응집 결합된 제1 연마재 층; 및
4) 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재가 분산 코팅된, 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층된 형태로 포함하는 연마 디스크를 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 방습지, 하나 이상의 제1 망 직조 천 층, 제1 연마재 층 및 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층시키고 가열 압착하여 상기 구성층들을 서로 결합시키는 것을 포함하는, 상기 연마 디스크의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 연마 디스크는 기존의 일반 연마포지(coated abrasives) 없이 구성층으로 망상 구조를 가진 다공성 형태를 나타낼 수 있으므로, 연마력은 지속적으로 유지하면서도 향상된 치수안정성, 내충격강도 및 회전파괴강도를 나타낼 뿐만 아니라, 기존의 유리 섬유("E" glass 성분) 사용에 따른 분진에 의한 작업자의 피부 트러블 문제까지 해결할 수 있어 작업 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태에 따른 연마 디스크의 단면도를 나타낸 것이고,
도 2는 종래의 유리섬유 직물층-함유 연마 디스크의 단면도를 나타낸 것이고,
도 3은 종래 기술에 따라 제조된 연마 디스크의 단면도를 나타낸 것이고,
도 4는 열경화성 수지로 코팅된 다양한 형태의 연마재를 나타낸 모식도이고,
도 5는 직물에 대해서 수지 함침 코팅, 연마재 살포 및 건조 공정을 연속적으로 수행하는 망 직조 천 생산 공정의 모식도이고,
도 6은 본 발명에 따른 연마 디스크를 제조하는 데에 사용되는 곡면형 몰드 스탠드 및 몰드 소성 판의 모식도이고,
도 7은 본 발명에 따른 연마 디스크의 연마재 층의 제조과정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 종래의 유리섬유 직물층-함유 연마 디스크의 단면도를 나타낸 것이고,
도 3은 종래 기술에 따라 제조된 연마 디스크의 단면도를 나타낸 것이고,
도 4는 열경화성 수지로 코팅된 다양한 형태의 연마재를 나타낸 모식도이고,
도 5는 직물에 대해서 수지 함침 코팅, 연마재 살포 및 건조 공정을 연속적으로 수행하는 망 직조 천 생산 공정의 모식도이고,
도 6은 본 발명에 따른 연마 디스크를 제조하는 데에 사용되는 곡면형 몰드 스탠드 및 몰드 소성 판의 모식도이고,
도 7은 본 발명에 따른 연마 디스크의 연마재 층의 제조과정을 나타내는 모식도이다.
본 발명은 (1) 방습지; (2) 제1 열경화성 수지-함침된, 하나 이상의 제1 망 직조 천 층; (3) 제2 열경화성 수지-코팅된 후 응집 결합된 제1 연마재 층; 및 (4) 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재가 분산 코팅된, 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층된 형태로 포함하는 연마 디스크를 제공한다.
본 발명에 따른 연마 디스크는 기존의 일반 연마포지(coated abrasives) 없이 망 직조 천을 포함하는 구성에 의해 망상 구조를 가진 다공성 형태를 나타낼 수 있으므로, 연마력은 지속적으로 유지하면서도 향상된 치수안정성, 내충격강도 및 회전파괴강도를 나타낼 뿐만 아니라, 기존의 유리 섬유 사용으로 인한 작업자의 피부 트러블 문제까지 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 연마 디스크는 전체적으로 2번 이상의 꺽인 곡면 형태를 갖고(즉, 변곡점을 2개 이상 갖고), 상기 곡면의 볼록한 면으로부터, 방습지, 제1 망 직조 천 층, 제1 연마재 층 및 제2 망 직조 천 층이 순차적으로 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 연마 디스크는 2회 이상 꺾인 곡면 형태를 포함하기 때문에, 포인트(point)연마(feathering)(세워서 연마하는 것) 및 평면연마(sweeping)의 병행 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 연마 디스크는 바닥에 엎었을 때 디스크의 가장자리와 내측 오목면 중심의 연결선이 바닥면과 3 내지 9˚의 각도를 이루는 것을 특징으로 하며, 이러한 형태는 연마 중에 작업의 편이성을 제공해 준다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 연마 디스크의 단면 구조를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 1은 방습지를; 20은 제1 열경화성 수지-함침된 제1 망 직조 천 층을; 10은 제2 열경화성 수지-코팅된 후 응집 결합된 제1 연마재 층을; 30은 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재가 분산 코팅된 제2 망 직조 천 층을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 상기 방습지는 15 내지 45 g/m2의 중량 및 0.2 내지 0.8 mm의 두께를 가지며, 상대습도(relative humidity; RH) 40 내지 80%에서 24시간 방치하였을 때 1% 이하의 흡수율을 나타내는 것이 바람직하며, 예를 들면 라텍스에 함침된 종이를 방습지로서 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 망 직조 천 층은 제1 열경화성 수지에 망 직조 천을 함침시킴으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 제1 열경화성 수지에 망 직조 천(예를 들면, "C" glass 성분의 유리섬유 직물 천)을 120 내지 160g/㎡의 양으로 일정 시간(예를 들면, 10 내지 15분) 함침시킨 후, 80 내지 145℃에서 2 내지 4분 동안 예비 건조함으로써 제1 망 직조 천을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 연마재 층은 제1 연마재 및 제2 열경화성 수지 를 혼합하여 제2 열경화성 수지-코팅된 제1 연마재를 얻은 후, 이를 몰드에 적정량을 투입하고 고름질(평탄화) 공정 및 열 프레스 공정으로 응집 결합시켜 형성될 수 있다(도 7). 상기 원료 혼합시에 활성 필러(active filler)를 첨가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제2 망 직조 천 층은, 제2 연마재에, 제3 열경화성 수지 및 임의의 활성 필러를 혼합하여 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재를 제조한 후, 상기에서 제조된 제2 연마재를 제1 열경화성 수지-함침된 망 직조 천에 분산 코팅시켜 형성될 수 있다(도 5).
본 발명의 일 실시양태에 따르면, 제1 열경화성 수지에 망 직조 천(예를 들면, "C" glass 성분의 유리섬유 직물 천)을 120 내지 160g/㎡의 양으로 일정 시간(예를 들면 10 내지 15분) 함침시킨 후, 80 내지 145℃에서 2 내지 4분 동안 예비 건조함으로써 제1 망 직조 천을 제조한다. 이어, 제3 열경화성 수지-코팅된 연마재를 배합 코팅함으로써 제조된 제2 연마재를 예를 들어 2000g/㎡의 양으로 제1 망 직조 천 위에 분사 코팅시킨 후, 70 내지 100℃에서 5 내지 10분 동안 예비 건조함으로써 제2 망 직조 천을 제조할 수 있다. 이때, 코팅된 제2 연마재를 분산 코팅하기에 앞서, 제1 열경화성 수지-함침된 망 직조 천을 제2 열경화성 수지에 함침시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1, 제2 및 제3 열경화성 수지는 각각 독립적으로 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 다이알릴 프탈레이트 프리폴리머(DAPP) 수지, 변성된 열경화성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있으며, 페놀 수지, 에폭시 수지, 페놀-에폭시 변성 수지, 또는 우레아-멜라민 변성 수지가 바람직하다.
구체적으로, 제1 열경화성 수지는 30 내지 45중량%의 고형분 함량 및 300 내지 600 cps의 점도(25℃에서)를 갖는 페놀 액상수지(레졸(Resole) 타입)일 수 있다.
상기 제2 열경화성 수지는 페놀 분말수지(노볼락(Novolac)타입) 50 내지 90중량% 및 페놀 액상수지(레졸 타입) 10 내지 50중량%의 혼합물일 수 있으며, 상기 페놀 액상수지는 60 내지 75중량%의 고형분 함량 및 300 내지 600cps의 점도(25℃에서)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 활성 필러는 냉각 작용, 연마재의 결합력 증가, 원가를 낮추거나 기계적 성질을 바꿀 때, 또는 색깔을 내거나 표면질감을 향상시키기 위하여 첨가하는 재료로서, 본 발명에서는 탄산칼슘, 탄산바륨, 크레이, 황화철, 빙정석, 붕불화 칼륨(KBF4), 유기규소, 석영 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분을 사용할 수 있으며, 탄산칼슘, 빙정석 또는 붕불화 칼륨이 바람직하다. 활성 필러는 연마재 100 중량부를 기준으로 1 내지 20중량부의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 망 직조 천의 조직은 후레이직(leno plain), 평직(plain), 능직(twill), 주자직(stain) 또는 모사직(mock leno, imitation leno)일 수 있다. 상기 후레이직은 2본 E호는 그 이상의 경사가 1본의 위사로 합쳐진 것이며, 틈새가 넓으며, 원사의 밀도가 적은 직물을 밀리지 않게 제직할 수 있는 유용한 조직이며; 평직은 가장 일반적인 조직으로 경사와 위사가 1본씩 매번 교차하는 조직이며, 수지 함침 시 탈포가 쉬운 특징이 있는 조직이며; 능직은 경, 위사를 최소 3본씩 사용하여 밀도가 높으며 모양이 사선의 형태를 취하고 있어 평직보다 유연한 조직이며; 주자직은 경, 위사의 교착 점을 일정간격으로 배치하여 능직보다는 유연성이 우수하며 복잡한 곡면의 성형이나 일 방향으로 최고 강도를 나타내며, 일반적으로 4매 주자직을 말하나, 5매, 8매 등의 여러 가지 종류가 있으며; 모사직은 수본의 실을 모아서 경, 위사로 사용하여 평직처럼 제직한 조직이다.
또한, 상기 망 직조 천은, "C" glass 성분의 유리섬유, "E" glass 성분의 유리섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 면 섬유, 마 섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유, 마 섬유, 비닐론(폴리비닐알콜-PVA) 섬유, 폴리비닐리텐 섬유, 클로라이드 섬유, 아크릴 섬유, 아라미드 섬유, 아세테이트 섬유, 비스코스레이온 섬유, 견 섬유, 양모 섬유, 현무암 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, "C" glass 성분의 유리섬유, "E" glass 성분의 유리섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유 또는 마 섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유가 바람직하다.
상기 "C" glass 성분의 유리섬유는 SiO2 함량이 많으며 내산성이 우수하고 알카리 함유로 피부자극이 매우 없고, "E" glass 성분의 유리섬유는 붕규산염( borosilicate) 유리로서, 무 알카리 섬유, 강화 플라스틱용 유리섬유로 가장 많이 사용된다.
본 발명에 따른 망 직조 천의 직물은 각각 8 mesh(8×8 (경사×위사)count/inch) 내지 10 mesh(10×10 (경사 위사)count/inch)의 평직(plain) 섬유 조직이 바람직하며, 이때 얇은 것과 굵은 것이 혼재하도록 8 mesh 및 10 mesh 섬유의 조직을 함께 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 mesh는 1"(경사) x 1"(위사) 사이즈에 경사와 위사가 차지하는 실의 개수를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 상기 연마재는 산화 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 실리콘카바이드, 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹(겔,졸), 석류석(garnet), 인조 다이아몬드, 입방형 질화붕소(CBN), 부싯돌(flint), 금강석(emery), 크로커스(crocus), 그래뉴얼(granual), 유화철, 규사, 모래 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 산화 알루미나, 알루미나 지르코니아(AZ) 또는 산화 알루미나(Al2O3)와 알루미나 지르코니아(AZ)의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 연마재는 #12 내지 #120의 크기를 가질 수 있고, "P", "F", "JIS" 또는 "CAMI" 규격일 수 있다.
또한, 본 발명은 방습지, 하나 이상의 제1 망 직조 천 층, 제1 연마재 층 및 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층시키고 가열 압착하여 상기 구성층들을 서로 결합시키는 것을 포함하는, 연마 디스크의 제조방법을 제공한다.
구체적인 일 예로서, 도 6에 도시된 바와 같은 2회 이상 꺾인 곡면형 몰드 위에 상기 제2 망 직조 천, 제1 연마재, 제1 망 직조 천 및 방습지를 순차적으로 적층한 다음, 그 위에 도 6에 도시된 바와 같은 2회 이상 꺾인 곡면형 몰드 소성 판을 위치시키고, 바람직하게는 5 내지 15톤, 바람직하게는 5 내지 7톤의 압력을 가하고, 80 내지 175℃, 바람직하게는 80 내지 160℃의 온도로 4 내지 8시간 동안, 바람직하게는 4 내지 6시간 동안 오븐에서 가열 경화시켜 각 섬유 및 연마재에 함침되어 있는 열경화성 수지를 녹여 구성층들을 서로 층간 접착시킴으로써 본 발명의 연마 디스크를 제조할 수 있다. 이때, 상기 방습지, 제1 망 직조 천, 제1 연마재 및 제2 망 직조 천의 크기는 1인치 내지 16인치 크기의 형태로 가공된 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 몰드 소성 판은 몰드 스탠드와 동일한 각도의 2회 꺾인 변곡점을 반드시 갖는다(도 6).
이와 같이 제조된 본 발명의 내구성 및 생산성 향상 연마 디스크는 우수한 치수안정성, 내충격강도 및 회전파괴강도를 가져 작업자를 안전사고 위험으로부터 보호하며, 강력한 내구성으로 효율을 높이고 작업자 피로도를 저하시켜 특히 조선소 및 중공업분야의 여러 극한 작업 환경에 매우 적합하게 사용될 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
45g/㎡의 중량 및 0.8㎜의 두께를 갖는 방습지(PFLEIDERER사 M16-Tissue Paper: grinding wheel용) 1장을 외경 178㎜ 및 내경 23㎜의 크기의 디스크 형태로 절단하고; 페놀 수지(레졸 타입) KR-745FRD (코오롱유화 제품)에 145.0±1.0g/㎡의 양으로 함침시킨 후 예비 건조한, 8 mesh의 "C" glass 성분의 유리섬유 평직 조직(8× 8 (경사× 위사)count/inch 조직)을 갖는 망 직조 천("제1 망 직조 천") 2장을 외경 178㎜ 및 내경 23㎜의 크기로 절단하여 디스크 형태로 제작하였다.
이어, #20, #24 및 #30 입자가 20:20:60의 중량비로 혼합된 "F" 규격의 산화알루미나 100g, 페놀 분말수지(Novolac) KC-1364K(강남화성 제품) 20.0g 및 페놀 수지(레졸 타입) TD-2207(고형분 함량 70%, 강남화성 제품) 9.0g, 및 활성 필러로서 빙정석 5.0g을 혼합 및 교반하여 페놀 수지-코팅된 연마재를 제조하였다.
도 5에 도시된 바와 같은 "C" glass 성분의 유리 섬유 생산(M.C-make coating)공정을 이용하여, 상기에서 제조한 디스크 형태의 페놀 수지-함침된 망상 직조 천("제1 망 직조 천") 1장에 M.C 코팅기로 페놀 레졸 수지 TD-2207(고형분 함량 70%, 강남화성 제품)를 5.0g/7인치(inch)의 양으로 함침 코팅한 후, 그 양면에 상기 연마재를 각각 25g씩 총 50.0g/7인치의 양으로 중력 코팅하고 건조기를 통과시켜 예비건조하여 연마재가 분산 코팅된 망 직조 천("제2 망 직조 천")을 얻었다.
또한, #60 및 #80 입자가 50:50의 중량비로 혼합된 "F" 규격의 산화알루미나 100g에 페놀 분말수지(Novolac) KC-3380(강남화성 제품,PVB 변성) 15.0g 및 페놀 수지(레졸 타입) TD-2207(고형분 함량 70%, 강남화성 제품) 6.0g을 혼합하고 여기에 활성 필러로서 탄산칼슘 5.0g을 첨가하여 제조된 페놀 수지-코팅된 연마재(wet) 40g 내지 41g을 178 mm의 몰드에 투입하여 고름질(평탄화) 공정 및 열 프레스(60톤) 공정으로 응집 결합된 연마재 층("제1 연마재 층")을 형성시켰다.
몰드 스탠드(디스크를 바닥에 엎었을 때 디스크 가장자리와 내측 오목 면 중심의 연결선이 바닥 면과 이루는 각도로써 6°의 각도를 가짐)에 순차적으로 상기 제2 망 직조 천 층 1장, 제1 연마재 층, 제1 망 직조 천 층 1장 및 방습지 1장을 차례로 적층하고, 그 사이 사이에 몰드 소성 판을 위치시키고 5톤의 압력을 가한 후, 적층체를 80℃ 내지 165℃까지 순차적으로 전기오븐에 넣고 7시간 동안 가열 경화시켜 연마 디스크를 제조하였다. 이때, 사용한 몰드 소성 판은 몰드 스탠드와 동일한 각도(6°)의 둥근 형태를 가졌다(도 6). 제조된 연마 디스크 단면도를 도 1에 나타내었다.
실시예 2
제1 망 직조 천으로서 9 mesh(9×9 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 연마 디스크를 제조하였다.
실시예 3
제1 망 직조 천으로서 10 mesh(10×10 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 연마 디스크를 제조하였다.
실시예 4
제2 망 직조 천으로서 9 mesh(9×9 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용하고, 제1 망 직조 천으로서 10 mesh(10×10 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 연마 디스크를 제조하였다.
실시예 5
제2 망 직조 천으로서 10 mesh(10×10 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용하고, 제1 망 직조 천으로서 10 mesh(10×10 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 연마 디스크를 제조하였다.
비교예 1
45g/㎡의 중량 및 0.8㎜의 두께를 갖는 방습지 1장을 외경 178㎜ 및 내경 23㎜의 크기의 디스크 형태로 절단하고; 페놀 수지 KR-745 FRD에 145±1.0g/㎡의 양으로 함침시킨 후 건조한, 8 mesh(8×8 (경사×위사) count/inch)의 조직을 갖는 "E" glass 유리섬유 직물 No.385(한국화이바사 제품) 2장 각각을 외경 178㎜ 및 내경 23㎜의 크기의 디스크 형태로 절단하였다.
이어, #24 및 #30 입자가 30:70의 중량비로 혼합된 "F" 규격의 알루미나 100g, 페놀 분말수지(Novolak) 1364K(강남화성 제품) 13.5g 및 페놀 액상수지(Resol) TD-2207(고형분 함량 70%, 강남화성 제품) 9.0% 혼합하고 교반하여 페놀 수지-코팅된 연마재를 제조하였다.
상기에서 제조된 디스크 형태의 페놀 수지-함침된 유리섬유 직물 1장에 코팅기로 페놀 수지 KR-745FRD(코오롱유화 제품)를 4.0g/7인치의 양으로 함침 코팅한 후, 그 양면에 상기 연마재를 각각 30.0g씩 총 60g/7인치의 양으로 양면 도포하고 자연 건조시켜 연마재가 분산 코팅된 유리섬유 직물을 얻었다.
몰드 스탠드(디스크를 바닥에 엎었을 때 디스크 가장자리와 내측 오목면 중심의 연결선이 바닥 면과 이루는 각도로서 6°의 각도를 가짐)에 순차적으로 상기 연마재가 분산 코팅된 유리섬유 직물 1장, 수지-함침된 유리섬유 직물 1장 및 상기 방습지 1장을 적층하고, 그 위에 몰드 소성 판을 위치시키고 10톤의 압력을 가한 후, 적층 체를 160± 5℃의 전기오븐에 넣고 6시간 동안 가열 경화시켜 연마 디스크를 제조하였다. 이때, 사용한 몰드 소성판은 몰드 스탠드와 동일한 각도(6°)의 둥근 경사를 가졌다(도 6). 제조된 연마 디스크 단면의 구조를 도 2에 도시하였다.
실험예 : 각 물성시험
실시예 1 내지 5, 및 비교예 1에서 제조된 연마 디스크 각각에 대하여 내충격강도, 회전파괴강도, 치수안정성, 연마표면 상태, 사용시간(수명), 작업자 피부자극발생 여부 및 작업 피로도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 5에서 제조된 연마 디스크는 내충격강도, 회전파괴강도, 치수안정성(균형성), 연마표면 상태, 사용시간(수명), 디스크 교체 횟수, 작업자 피부자극발생 여부 및 작업피로도 측면의 성능이 매우 우수한 반면, 비교예 1의 경우는 내충격강도가 약할 뿐 아니라, 피부자극이 발생하며 동일한 항목의 비교에서 현저한 성능 저하가 확인된다.
Claims (18)
- (1) 방습지(water proof paper);
(2) 제1 열경화성 수지-함침된, 하나 이상의 제1 망(mesh) 직조 천 층;
(3) 제2 열경화성 수지-코팅된 후 응집 결합된 제1 연마재 층; 및
(4) 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재가 분산 코팅된, 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층된 형태로 포함하는 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 연마 디스크가 전체적으로 2번 이상의 꺽인 곡면 형태를 가지며, 상기 곡면의 볼록한 면으로부터, 방습지, 제1 망 직조 천 층, 제1 연마재 층 및 제2 망 직조 천 층이 순차적으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 연마 디스크를 바닥에 엎었을 때 디스크의 가장자리와 내측 오목면 중심의 연결선이 바닥면과 3 내지 9˚의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 연마재 층이, 제1 연마재 및 제2 열경화성 수지를 혼합하여 제2 열경화성 수지-코팅된 제1 연마재를 얻은 후, 이를 몰드에 투입하고 고름질(평탄화) 공정 및 열 프레스 공정으로 응집 결합시켜 형성되는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제2 망 직조 천 층이, 제2 연마재 및 제3 열경화성 수지를 혼합하여 제3 열경화성 수지-코팅된 제2 연마재를 제조한 후, 상기 제2 연마재를 제1 열경화성 수지-함침된 망 직조 천에 분산 코팅시켜 형성되는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제5항에 있어서,
상기 코팅된 제2 연마재를 분산 코팅하기에 앞서, 상기 제1 열경화성 수지-함침된 망 직조 천을 제2 열경화성 수지에 함침시키는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 열경화성 수지가 각각 독립적으로 페놀 수지, 폴리에스테르 수지,에폭시수지, 우레아수지, 멜라민수지, 다이알릴 프탈레이트 프리폴리머(DAPP) 수지, 변성된 열경화성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제7항에 있어서,
상기 제1 열경화성 수지가 30 내지 45중량%의 고형분 함량 및 300 내지 600 cps의 점도(25℃에서)를 갖는 페놀 액상 수지인 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제7항에 있어서,
상기 제2 열경화성 수지가 페놀 분말수지 50 내지 90중량% 및 페놀 액상수지 10 내지 50중량%의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 연마재와 상기 열경화성 수지의 혼합 시 활성 필러(active filler)를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제10항에 있어서,
상기 활성 필러가 탄산칼슘, 탄산바륨, 크레이, 황화철, 빙정석, 붕불화칼륨(KBF4) 유기규소, 석영 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 망 직조 천이 각각 독립적으로 후레이직(leno plain), 평직(plain), 능직(twill), 주자직(stain) 또는 모사직(mock leno, imitation leno)의 조직을 갖는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 망 직조 천이 각각 독립적으로 8 mesh(8×8 (경사×위사) count/inch) 내지 10 mesh(10×10 (경사×위사) count/inch) 조직을 갖는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 망 직조 천이 각각 독립적으로 "C" glass 성분의 유리섬유, "E" glass 성분의 유리섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 면 섬유, 마 섬유와 폴리에스테르 혼합 섬유, 마 섬유, 비닐론(폴리비닐알콜-PVA) 섬유, 폴리비닐리텐 섬유, 클로라이드 섬유, 아크릴 섬유, 아라미드 섬유, 아세테이트 섬유, 비스코스레이온 섬유, 견 섬유, 양모 섬유, 현무암 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 연마재가 각각 독립적으로 산화 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 실리콘카바이드, 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹(겔,졸), 석류석(garnet), 인조 다이아몬드, 입방형 질화붕소(CBN), 부싯돌(flint), 금강석(emery), 크로커스(crocus), 그래뉴얼(granual), 유화철, 규사, 모래 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 방습지가 15 내지 45g/m2의 중량 및 0.2 내지 0.8 mm의 두께를 가지며, 상대습도 40 내지 80%에서 24시간 방치하였을 때 1% 이하의 흡수율을 나타내는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크. - 방습지, 하나 이상의 제1 망 직조 천 층, 제1 연마재 층 및 하나 이상의 제2 망 직조 천 층을 적층시키고 가열 압착하여 상기 구성층들을 서로 결합시키는 것을 포함하는, 제1항의 연마 디스크의 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 가열 압착이 5 내지 15톤(ton)의 압력을 가한 후 80 내지 175℃의 온도에서 4 내지 8시간 동안 가열 경화시키는 것을 특징으로 하는, 연마 디스크의 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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