KR100284678B1

KR100284678B1 - 미세입도연마제제조방법

Info

Publication number: KR100284678B1
Application number: KR1019980042442A
Authority: KR
Inventors: 최희준
Original assignee: 최재원; 풍국산업주식회사
Priority date: 1998-10-10
Filing date: 1998-10-10
Publication date: 2001-03-15
Also published as: KR19990007591A

Abstract

본 발명은 미세입도 연마제 제조방법에 관한 것으로, 10메시 통과분의 연마제 원료를 함마밀(1)에 의해 35메시 통과분으로 분쇄하는 분쇄공정(a)과; 분쇄된 연마제 원료를 자석이 설치된 회전드럼(14)를 통과시켜 연마제 원료에 포함된 철분의 낙하방향을 변경하도록 하여 연마제 원료에 혼합된 철분을 분리하는 탈철공정(b)과; 탈철된 35메시 통과분의 연마제 원료를 에어 제트밀(20)에 의해 140메시 통과분으로 분쇄하는 미분쇄공정(c)과; 미분쇄된 상기 연마제 원료를 물로 세척하여 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간 상호 정전 응집력을 제거하는 수세공정(d)과; 세개씩 연결 설치된 다섯쌍의 습식분급기에 의해 비중이 가벼운 상등액은 오버 플로우 되어 연결된 다음 습식분급기로 공급되고, 다섯쌍의 습식분급기중 첫 번째 습식분급기의 침전액 토출구에는 각각 교반조가 연결되어 침전액 토출구로부터 배출되는 비중이 무거운 침전액을 다음 라인의 첫 번째 습식분급기로 공급하며, 각각의 습식분급기의 침전액 토출구 하측에는 토출되는 침전액을 받도록 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400이라고 표기된 각각의 트래이를 구비하여서 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400의 입자의 크기를 가지는 연마제를 받아 분리 시키는 습식분급공정(e)과; 입도별로 트래이(71) 상에 분리 적재된 연마제를 이동대차(72)에 적재한후 열풍 건조로(70)를 통과 시켜서 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 건조공정(f)과; 각각의 트래이 상에 분리 건조된 연마제를 각각의 포장용기(80)에 규정량을 담아 밀봉시키는 포장공정(g)으로 된, 미세입도 연마제 제조방법을 구비 하였다.

그러므로, 연속되는 연마제 가공공정에 의해 미세입도의 연마제 입자를 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400으로 정확하게 분리할수 있고, 제조된 샌드페이퍼 내의 연마제 입자가 규격별로 동일 하므로 연마가 제대로 되지 않거나 연마면이 긁히는 종래 문제를 해결하게 되며, 이에 따라 제품의 경쟁력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하였다.

Description

미세입도 연마제 제조방법

본 발명은 연마제에 관한 것으로, 특히 샌드페이퍼(sand paper)나 사포연마기(sandpapering machine) 등에 사용되는 연마제를 입자의 크기별로 가공하기 위한 미세입도 연마제 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 샌드페이퍼나 사포연마기등에 사용되는 연마제는 규석(silicon)과 탄소(carbon)를 원료로 하여 전기로에서 고온반응(1,600℃∼2,000℃이내)시킴으로서 얻어지는 인조합성광물(탄화규소:SIC)이다.

이러한 인조합성광물, 즉 탄화규소(SIC)의 반응식은 SiO₂+ 3C = 2CO - 148.5Kcal 이며, 이와같이 만들어진 탄화규소는 모오스경도계(Mohs' scale)의 신경도(新硬度)로 13인 비교적 높은 경도를 가지기 때문에 연마제로 사용된다.

또한 탄화규소는 열전도율이 높고 열팽창계수가 낮아 화학적으로 안정한 내화물의 원료로도 사용된다.

이러한 탄화규소를 샌드페이퍼 등의 연마제로 사용하려면 제조된 고체의 탄화규소를 입자형태가 구상이 아닌 침상이나 각상으로 파쇄시킨후 이로부터 발생되는 알갱이를 그 크기대로 분리한후 접착제로 면포에 부착하여야 하는바, 연마제의 입도는 거친입도 (P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50) 와 중간입도(P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220), 미세입도(P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400)으로 나누어 진다.

그런데 종래에는 이러한 입도를 가지는 탄화규소 알갱이를 입자의 크기(partical size)별로 정확하게 분리하지 못하였으며, 이에 따라 샌드페이퍼에 부착된 연마제 입자의 크기가 일정하지 못하여 샌드페이퍼에 표시된 입도 표시만 보고 구입하여 연마할시, 문제가 발생하였다. 즉, 샌드페이퍼에 부착된 탄화규소 알갱이 중에서 다른것보다 굵은 알갱이에 의해 연마면이 심하게 긁히거나, 다른 것보다 작은 알갱이들에 의해 연마면이 제대로 연마가 되지 않는 등의 문제가 발생 하였다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, P240에서 P1400 까지의 미세입도의 연마제 가루를 정확하게 분리하여 포장할수 있도록 한 미세입도의 연마제 제조방법을 제공 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 미세입도 연마제 제조방법은, 탄화규소등의 연마제 입자를 미세입도인 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 으로 분리하기 위한 방법에 있어서 10메시 통과분의 연마제 원료를 함마밀에 의해 35메시 통과분으로 분쇄하는 분쇄공정과; 분쇄된 연마제를 자석이 설치된 회전드럼을 통과시켜서 연마제 원료에 포함된 철분을 분리하는 탈철공정과; 탈철된 35메시 통과분의 연마제를 제트밀에 의해 140메시 통과분으로 미분쇄하는 미분쇄공정과; 미분쇄된 연마제 원료를 물로 세척하여서 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 재거하는 수세공정과; 세 개씩 연결 설치된 다섯쌍의 습식 분급기에 의해 비중이 가벼운 상등액은 오버플로우되어 연결된 다음 습식 분급기로 공급되고, 다섯쌍의 습식 분급기 중 첫 번째 습식 분급기의 침전액 토출구에는 각각 교반조가 연결되어 침전액 토출구로부터 배출되는 비중이 무거운 침전액을 다음 라인의 첫 번째 습식 분급기로 공급하며, 각각의 습식 분급기의 침전액 토출구 하측에는 토출된는 침전액을 받도록 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 이라고 표기된 각각의 트레이를 구비하여서 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 의 입자의 크기를 가지는 연마제를 받아 분리시키는 습식 분급공정과; 입도별로 분리하여 받은 다수의 트레이상의 연마제를 이동대차에 적재한후 열풍건조로를 통과시켜서 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 건조공정과; 각각의 트레이 상에 분리 및 건조된 연마제를 각각의 포장용기에 담아 밀봉시키는 포장공정으로 된 것을 특징으로 한다.

따라서, 연속되는 연마제 가공공정에 의해 미세입도의 연마제 입자를 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 으로 정확하게 분리할 수 있고, 제조된 샌드페이퍼 내의 연마제 입자가 규격별로 동일하므로 연마가 제대로 되지 않거나 연마면이 긁히는 종래 문제를 해결하게 되며, 이에 따라 제품의 경쟁력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1 - 본 발명 미세입도 연마제 제조방법을 보이는 순서도

도 2 - 습식분급공정의 원리를 보이는 개략도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 함마밀 (hammer mill) 2 : 35메시용 분급기

11 : 바켓 엘리베이터(Bucket elevator)14 : 회전드럼

16 : 삼각분리대 20 : 에어 제트밀(jet mill)

30 : 수세조 41∼45 : 제1∼5 교반조

46∼50 : 제1∼5 펌프 51∼65 : 제1∼5 습식분급기

70 : 열풍건조로 72 : 이동대차

80 : 포장용기

본 발명의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도1에서, 본 고안 미세입도 연마제 제조방법은 탄화규소 등의 연마제 입자를 미세입도인 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 으로 분리하기 위한 공정이다.

이러한 미세입도 연마제 제조방법은 분쇄공정(a), 탈철공정(b), 미분쇄공정(c), 수세공정(d), 습식분급공정(e), 건조공정(f), 포장공정(g)으로 나누어 진다.

먼저, 분쇄공정(a)은 10메시(mash) 통과분의 입자를 가지는 탄화규소(SIC) 원재료를 함마밀(1)에 넣고 이를 분쇄한다. 그리고 분쇄된 연마제 가루를 35메시용 분급기(2)를 통해 35메시 통과분의 연마제를 얻는다.

이와 같이 분쇄공정(a)을 통해 35메시 통과분의 연마제가 만들어지면 탈철공정(b)을 통해 탄화규소(SIC) 원재료에 포함된 철분을 제거하게 되는바, 분쇄된 연마제가바켓 엘리베이터(11)에 의해 호퍼(12)에 공급되면 바이브레이팅 피더(13)에 의해 회전드럼(14)에 얇게 펴져서 공급되고, 자석(15)이 설치된 회전드럼(14)을 통과되면서 철분이 수직 하방으로 낙하되지 않고 후방측으로 경사지게 낙하되며,수직 및 전방으로 낙하되는 연마제 원료와 구분 되어진다.

따라서 회전드럼(14) 하측에 삼각분리대(16)를 설치하면 철분과 연마제가 삼각분리대(16)의 양측면을 따라 전후방에 분리된다.

이와 같이 분리된 연마제 원료를 채취하여 철분 함유도을 검사한 결과, 탈철공정(b) 전에는 연마제 원료에 2.5%의 철분이 함유되어 있었는데, 탈철공정(b) 후에는 연마제 원료에 0.22%의 철분이 함유되어 있었다.

탈철공정(b) 후 적정량의 철분이 제거된 연마제 원료는 미분쇄공정(c)을 통해 140메시로 미분쇄 하는바, 미분쇄공정(c)의 제트밀(20)에 35메시분의 탈철된 연마제 원료를 넣어 140메시로 분쇄한다.

이와 같이 분쇄된 연마제 원료는 수세공정(d)을 통해 물로 세척되므로 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 제거하여 서로 붙어있는 입자를 분리시키게 된다.

이 수세공정(d)에 사용되는 교반기(30)는 실용량이 2.5㎥ 이고, 교반 날개의 회전속도는 150∼200 rpm 이다.

그리고 물에 첨가되는 첨가제로서, 분산제(계면활성제)를 사용하고, 그 용량은 2.5g/㎥ 이며, 그 혼합비율은 물 10톤 : 연마제 원료 1톤 : 분산제 25g 이다.

수세방법은 다음과 같다.

먼저, 연마제 원료 및 이에 혼합되는 물, 분산제의 혼합량을 측정하고, 수세조(30)에 물2톤과 분산제5g을 채운후 교반한다.

이와 같은 상태에서 계랑된 연마제 원료 200Kg을 서서히 투입하여 20∼30분간 교반하며, 교반을 멈추고 10∼15분간 연마제 원료를 침전 시킨다.

그리고 상등액을 제거하고 맑은 물 2톤을 다시 투입한 후 다시 20분간 교반하여 상등액을 제거한다.

이렇게 10회정도를 실시하되 최초 분산제를 투입하고 2회부터는 분산제를 투입하지 않으며, 수세후 상등액이 맑아야 한다. 이때 마지막 상등액은 제거하지 않고 다음 공정에 스러지 펌프로 교반을 하면서 이송한다.

수세된 연마제 원료는 습식 분급공정(e)으로 이송되어 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 으로 분리 되는바, 도2를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

제1교반조(41)에서 충분히 교반된 연마제 슬러리를 제1펌프(46)에 의해 제1습식 분급기(51)로 공급하면 비중차에 의해 비중이 무거운 연마제 입자는 침전액 토출구(51a)를 통해 제2교반조(42)로 공급되고, 비중이 가벼운 연마제 입자가 포함된 상등액은 상등액 토출구(51b)를 통해 제2습식 분급기(52)로 공급된다.

제2습식 분급기(52)에 공급된 상등액은 비중이 무거운 것은 상등액 토출구(52a)를 통해 P1200의 제품이 되고, 가벼운 것은 상등액 토출구(52b)를 통해 제3습식 분급기(53)로 공급된다.

제3습식 분급기(53)에서 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(53a)를 통해 P1400의 제품이 되고 비중이 가벼운 것은 상등액 토출구(53b)를 통해 제2교반조로 다시 공급된다.

제2교반조(42)로 공급된 연마제 슬러리는 제2펌프(47)를 통해 제4습식분급기(54)로 공급되고, 비중이 무거운 것은 침전액토출구(54a)를 통해 제3교반조(43)로 공급되고, 비중이 가벼운 것은 상등액 토출구(54b)를 통해 제5습식분급기(55)로 공급된다.

제5습식분급기(55)로 공급된 연마제가 포함된 상등액은 비중이 무거운 것은 상등액토출구(55a)를 통해 P800의 제품이 생산되고 비중이 가벼운 것은 상등액토출구(55b)를 통해 제6습식분급기(56)로 공급된다.

제6습식분급기(56)로 공급된 상등액은 비중이 무거운 것은 침전액토출구(56a)를 통해 P1000의 제품이 생산되고 비중이 가벼운 것은 제3교반조(43)로 다시 공급된다.

제3교반조(43)의 연마제가 포함된 상등액은 제3펌프(48)를 통해 제7습식분급기(57)로 공급되고, 이에 공급된 상등액 중 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(57a)를 통해 제4교반조(44)로 공급되고, 비중이 가벼운 것은 상등액토츨구(57b)를 통해 제8습식분급기(58)로 공급된다.

제8습식분급기(58)의 비중이 무거운 상등액은 침전물 토출구(58a)를 통해 P500의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 상등액은 상등액 토출구(58b)을 통해 제9습식분급기(59)로 공급되며, 제9습식분급기(59)에서는 침전물토출구(59a)를 통해 P600의 제품이 생산되며,비중이 가벼운 상등액은 상등액토출구(59b)를 통해 다시 제4교반조(44)로 공급된다.

제4교반조(44)에 공급된 연마제가 포함된 상등액은 제4펌프(49)를 통해 제10습식분급기(60)에 공급되고, 이에 공급된 상등액 중 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(60a)를 통해 제5교반조(45)로, 비중이 가벼운 것은 제11습식분급기(61)로 공급되며,제11습식분급기(61)에 공급된 상등액은 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(61a)를 통해 P360의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 것은 상등액 토출구(61b)를 통해 제12습식분급기(62)로 공급된다.

제12습식분급기(62)에 공급된 상등액 중 비중이 무거운 것은 침전액토출구(62a)를 통해 P400의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 상등액은 상등액 토출구(62b)을 통해 제5교반조(45)로 공급된다.

마지막으로 제5교반조(45)에 공급된 연마제가 포함된 상등액은 제5펌프(50)를 통해 제13습식분급기(63)에 공급되고, 이에 공급된 상등액 중 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(63a)를 통해 P240의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 것은 상등액 토출구(63b)를 통해 제14습식분급기(64)로 공급된다.

제14습식분급기(64)에 공급된 비중이 무거운 침전액은 침전액토출구(64a)를 통해 P280의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 것은 상등액토출구(64b)를 통해 제15습식분급기(65)로 공급된다.

제15습식분급기(65)에 공급된 상등액 중 비중이 무거운 것은 침전액 토출구(65a)를 톨해 P320의 제품이 생산되고, 비중이 가벼운 것은 상등액 토출구(65b)를 통해 최초의 제1교반조(41)로 공급된다.

이와 같이 하여 각각의 토출구 상에는 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400 의 연마제가 분리되는 것이다.

이러한 습식분급공정(e) 후 분리된 연마제를 다수의 트레이(71)상에 적재하고 이트레이(71)를 이동대차(72)에 적재한 다음 열풍건조로(70)를 통과 시켜서 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조 시키는 건조공정(f)이 있게 된다.

건조공정(f)시 건조온도는 150∼200℃이고, 이 온도에서 3∼4시간 건조 시키게 되며, 건조방식은 가스 또는 오일버너에 의하여 발생시킨 열풍을 연속식 열풍 건조로(70)에 투입하는 방식이다.

연마제를 건조시 필요한 열량을 계산하면, 건조시킬 연마제1톤에는 보통 35%의 수분이 함유되어 있기 때문에 약 350 Kg 의 수분이 들어 있다.

따라서 수분을 수증기로 증발 시키기 위한 열량은 Q=Q1+Q2 = 539 x 350 + 350 x 1(100 - 20) = 216,650 Kcal/Ton 가 소요된다.

간접가열방식의 열 효율을 감안하면 열효율 70%일 때 309,500 Kcal 의 열량이 필요하다.

이와 같이 분리, 건조된 연마제는 각각의 포장용기(80)에 담아 밀봉 시키는 포장공정(g)이 있게 되며, 보통 10,20,25Kg/bag 단위로 지대포장한다.

이러한 본 발명 미세입도 연마제 제조방법은, 분쇄공정(a), 탈철공정(b), 미분쇄공정(c), 수세동정(d), 습식분급공정(e), 건조공정(f), 포장공정(g) 들을 순차적으로 거치면서 P240에서 P1400 까지의 미세입도 연마제를 정확하게 분리하여 포장할 수 있게 된다.

따라서 연마제의 입자를 크기별로 정확하게 분리하지 못하여 샌드페이퍼에 부착된 연마제 입자의 크기가 일정하지 못하므로 샌드페이퍼에 표시된 입도 표시만 보고 구입하여 연마할시, 연마면이 심하게 긁히거나, 연마면이 제대로 연마가 되지 않는 등의 문제가 발생하였던 종애의 문제를 해결하게 된다.

또한 규격별로 정확하게 분리된 미세입도 연마제를 사용하여 샌드페이퍼를 제조 하므로 소비자로 부터 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 되고, 이에 따라 국제적으로 경쟁력을 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 미세입도 연마제 제조방법에 의하면, 연속되는 연마제 가공공정에 의해 미세입도의 연마제 입자를 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400으로 정확하게 분리할 수 있고, 제조된 샌드페이퍼 내의 연마제 입자가 규격별로 동일하므로 연마가 제대로 되지 않거나 연마면이 긁히는 종래 문제를 해결하게 되며, 이에 따라 제품의 경쟁력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

탄화규소 등의 연마제 입자를 미세입도인 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400으로 분리하기 위한 방법에 있어서,

8메시 통과분의 연마제 원료를 함마밀(1)에 의해 35메시 통과분으로 분쇄하는 분쇄공정(a)과;

분쇄된 연마제 원료를 자석(15)이 설치된 회전드럼(14)를 통과시켜 연마제에 포함된 철분의 낙하방향을 변경되도록 하여 연마제 원료에 혼합된 철분을 분리하는 탈철공정(b)과;

탈철된 35메시 통과분의 연마제 원료를 제트밀(20)에 의해 140메시 통과분으로 분쇄하는 미분쇄공정(c)과;

미분쇄된 상기 연마제 원료를 물로 세척하여서 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 제거하는 수세공정(d)과;

세 개씩 연결설치된 다섯쌍의 습식분급기에 의해 비중이 가벼운 상등액은 오버플로우되어 연결된 다음 습식분급기로 공급되고, 다섯쌍의 습식분급기 중 첫 번째 습식분급기의 침전액토출구에는 각각 교반조가 연결되어 침전액 토출구로부터 배출되는 비중이 무거운 침전액을 다음라인의 첫 번째 습식분급기로 공급하며, 각각의 습식분급기의 침전액토출구 하측에는 토출되는 침전액을 받도록 트레이를 설치하여 상기 트레이에 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1400의 입자의 크기를 가지는 연마제를 분리시키는 습식분급공정(e)과;

입도별로 분리된 연마제를 다수의 트레이(71)상에 적재하고 이트레이를 이동대차(72)에 적재한 후 열풍건조로(70)를 통과시켜서 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 건조공정(f)과;

상기 각각의 스크린 상에 분리된 연마제를 각각의 포장용기(80)에 담아 밀봉시키는 포장공정(g)으로 된 것을 특징으로 하는 미세입도 연마제 제조방법.