KR100284680B1 - 거친입도연마제제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘 카바이드(SIC ; Silicon Carbide) 연마제 원료중 거친입도 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 연마제 원료를 자석(15)이 설치된 회전드럼(14)을 통과시켜 연마제 원료에 존재하는 철분을 낙하 방향을 변경하여 분리하는 탈철공정(a)과; 탈철된 연마제 원료를 물로 세척 하여서 연마제 원료에 포함되어 있는 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 제거하여 입자와 입자를 분리 시키는 수세공정(b)과; 세척된 연마제 원료를 회전드럼의 원심력,또는 바이브레이팅 스크린의 진동을 이용하여 물을 탈수 해내는 탈수공정(c)과; 탈수된 연마제 원료를 바이브레이팅 피다 열풍 건조기에 의하여 연마제 원료에 함유된 수분을 완전히 건조 시키는 건조공정(d);과 4조의 다단스크린 ((14,24,40메시), (20,32,50메시), (10,16,28메시), (36,60메시))을 상측에서 하측으로 순차적으로 등간격 배열한 후 건조된 원료를 상측으로부터 공급하여 상기 각각의 스크린 상에 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50의 입자의 크기로 각각 분리 시키는 분급공정(e)과; 각각의 스크린 상에 분리된 연마제를 각각의 포장용기(60)에 담아 밀봉 시키는 포장공정(f)으로 된 거친입도 연마제 제조방법을 구비하였다.

그러므로 연속되는 연마제 가공공정에 의해 거친입도의 연마제 입자를 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 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 향상 시키도록 하였다.

Description

거친입도 연마제 제조방법

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

일반적으로 샌드페이퍼나 사포연마기등에 사용되는 연마제는 규석(silicon)과 탄소(carbon)를 원료로 하여 전기로에서 고온반응(1600℃-2000℃이내)시킴으로서 얻어지는 인조합성광물(탄화규소:SIC)이다.

이러한 인조합성광물, 즉 탄화규소(SIC)의 반응식은 SiO₂+ 3C = SIC + 2CO - 148.5Kcal 이며, 이와 같이 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 구형이 아닌 침상등의 모가 살아있는 각형으로 파쇄시킨후 이로부터 발생되는 알갱이를 같은 크기의 크기대로 분리한후 접착제로 면포에 부착 하여야 하며, 연마제의 입도는 보통 거친입도 P12, P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50과, 중간입도 P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220과, 미세입도 P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200 으로 나누어진다.

그런데 종래에는 이러한 입도를 가지는 탄화규소 알갱이를 입자의 크기(particle size)별로 정확하게 분리하지 못 하였으며, 이에 따라 샌드페이퍼에 부착된 연마제 입자의 크기가 일정하지 못하여 샌드페이퍼에 표시된 입도 표시만 보고 구입하여 연마할시 문제가 발생 하였다. 즉, 샌드페이퍼에 부착된 탄화규소 알갱이 중에서 다른 것보다 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, P12에서 P50까지의 비교적 거친입도의 연마제 가루를 정확하게 크기별로 분리하여 포장할수 있도록 한 거친입도 연마제 제조방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 거친입도 연마제 제조방법은, 탄화규소 등의 연마제 알갱이를 비교적 거친입도인 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 분리하기 위한 방법에 있어서, 분쇄된 연마제 원료를 자석이 설치된 회전드럼을 통과시켜 연마제 원료에 포함된 철분을 분리하는 탈철공정과; 탈철된 연마제 원료를 물로 세척하여서 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 제거하는 수세공정과; 세척된 연마제 원료를 공지의 진동 탈수기 또는 원심분리 탈수기를 이용하여 탈수시키는 탈수공정과; 탈수된 연마제를 진동피더 열풍 건조기에 투입하여 열풍에 의하여 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 건조공정과; 제1스크린(14메시, 24메시, 40메시), 제2스크린(20메시,32메시,50메시), 제3스크린(10메시, 16메시, 28메시), 제4스크린(36메시,60메시)을 상측에서 하측으로 순차적으로 등간격 배열한후 건조된 연마제를 상측에서부터 공급하여 각각의 스크린 상에 입자의 크기로 각각 분리 시키는 분급공정과; 각각의 스크린 상에 분리된 연마제를 각각의 포장용기에 담아 밀봉 시키는 포장공정으로 된 것을 특징으로 한다.

따라서 연속되는 연마제 가공공정에 의해 거친입도의 연마제를 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 정확하게 분리할 수 있고, 제조된 샌드페이퍼 내의 연마제 입자가 규격별로 동일 하므로 연마가 제대로 되지 않거나 연마면이 긁히는 종래의 문제를 해결하게 되며, 이에따라 제품의 경쟁력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1 - 본 발명 거친입도 연마재 제조방법을 보이는 순서도

도 2 - 분급공정의 원리를 보이는 개략도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

14 ; 회전드럼 15 ; 자석

16 ; 삼각분리대 20 ; 교반기

30 ; 드럼 40 ; 진동피더 열풍 건조기

50 ; 분급기 60 ; 포장용기

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

도1에서, 본 고안 거친입도 연마제 제조방법은 탄화규소등의 연마제 입자를 비교적 거친입도인 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 분리하기 위한 공정이다.

이러한 거친입도 제조방법은 탈철공정(a), 수세공정(b), 탈수공정(c), 건조공정(d), 분급공정(e), 포장공정(f)으로 나누어 진다.

먼저, 탈철공정(a)은 10메시(mash) 통과분의 입자를 가지는 탄화규소(SIC) 원재료에 포함된 철분을 제거하기 위한 공정인바, 분쇄된 연마제 원료를 바켓엘리베이터(11)를 통해 호퍼(12)에 공급하여 바이브레이팅피더(13)로 공급하면 이에 의해 연마재 재료가 얇게 펴져서 자석(15)이 설치된 회전드럼(14)에 공급하면 연마제 원료에 포함된 철분이 회전드럼(14)의 자석(15)에 이끌려 수직방향으로 낙하되지 않고 후방측으로 경사지게 낙하되며, 탈철이 된 연마제 원료는 수직 및 전방으로 낙하된다.

따라서 자석(15)이 설치된 회전드럼(14)의 하부에 삼각분리대(16)를 설치하면 철분과 연마제가 삼각분리대(16)의 양측면에 따라 전,후방에 분리된다.

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

탈철공정(a) 후 적정량의 철분이 제거된 연마제 원료는 수세공정(b)을 통하여 물로 수세되므로 입자에 포함된 불순물을 제거하고 입자간의 정전 응집력을 제거하게 된다.

이 수세공정(b)에 사용되는 수세조(20)는 실용량 2.5㎥이고 교반날개의 회전속도는 150∼200rpm이다.

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

수세방법은 다음과 같다.

먼저, 연마제 및 이에 혼합되는 물, 분산제의 혼합량을 측정하고, 제1수세조에 물 2톤을 채우고 분산제 5g을 넣어 교반을 한다.

이와 같은 상태에서 계량된 원재료 200Kg을 서서히 투입한 후 20여분간 충분히 교반을 한다음 교반을 멈추고 10여분간 연마제 침전물을 침전 시킨다.

그리고 상등액을 제거하고 맑은 물 2,000Kg을 다시 투입한다음 10분간 교반하고,10분간 침전시켜 상등액을 제거한다.

다시 맑은물 2,000Kg을 투입한후 5분간 교반한후 교반상태에서 스러지 펌프를 이용하여 탈수장치인 제1탈수기(진동 스크린) 의 상부에 이송 및 공급한다.

본, 제1탈수기(진동 스크린)는 250메시 이하의 원료를 물과함께 조기에 분리시킴으로 해서 거친입도 연마제 생산공정인 분급공정에서 분급의 효율을 극대화 시켜주며, 수세의 수세효율을 20%이상 향상 시켜준다.

제1탈수기(진동스크린)에 설치된 250메시 스크린 상단에서, 상등액이 제거된 250메시 이상의 연마제 원료가 배출되고 배출된 원료는 제2수세조에 공급되어 진다.

이때 상등액과 더불어 250메시 이하의 원료는 제3수세조에 공급되며, 물과함께 교반되어 별도의 침전조에 펌프에 의하여 이송 되어지고 이 원료는 미세입도 생산공정에 투입 되어진다.

제2수세조는 물2,000Kg을 넣고 교반 하면서 제1수세조에서 제1탈수기(진동스크린)에 공급되어 탈수된 원료를 공급받아 10분간 교반한 다음 제2탈수기(진동 스크린)에 스러지 펌프에 의하여 공급되며 탈수된 원재료는 15%이내의 수분을 함유하게 되고 다음공정인 건조공정에 연속 투입된다.

이때 제2탈수기의 하부로 부터 배출된 물은 제3수세조에 공급되며 제1탈수기에서 공급된 상등액과 더불어 별도의 침전조에 보내어 진다.

침전조에 보내어진 상등액은 5단계의 침전조를 거치면서 맑아지고 맑아진 물은 다시 수세공정에서 재활용된다.

이와 같이 수세공정(b)을 거친 후 탈수공정(c)으로 공급되면 세척된 연마제를 회전되는 드럼(30)에 넣어 이에 함유된 수분을 탈수시키게 된다.

탈수공정(c)후 탈수된 연마제 원료는 수분을 완전히 건조시키기 위하여 건조공정(d)이 있게 된다.

건조공정(d)에 사용되는 건조기는 진동피더 열풍 건조기가 사용된다.

건조공정(d)시 건조온도는 150℃∼200℃이고, 이 온도에서 20분간 이송 및 체류하면서 건조가 이루어 진다. 건조방식은 가스버너 또는 오일버너에 의한 열풍 건조방식이다.

연마제를 건조시 필요한 열량을 계산하면, 건조시킬 연마제 1톤에 보통 수분을 15% 이내로 탈수한 원료이므로 수분15%로 가정하면 150Kg의 수분이 들어 있다.

따라서 수분을 수증기로 증발 시키기 위한 열량은 Q = Q1 + Q2 = 539 x 150 + 150 x 1(100-20) = 92,850Kcal/Ton 가 소요된다.

순수 열풍에 의한 건조방식 이므로 열효율을 감안하면 효율이 70%일시 132,643Kcal의 열량이 필요하다.

이와 같이 건조된 연마제 원료는 원료의 입자를 규격별로 분리,선별하는 분급공정(e)이 있게 된다.

이 분급공정에 사용되는 분급방식은 스크린 분급 방식이며, 보통 7개의 바이브레이팅 스크린이 사용된다.

제1바이브레이팅 스크린(51)은 14메시, 24메시, 40메시의 스크린을 가지고, 제2바이브레이팅 스크린(52)은 20메시, 32메시, 50메시의 스크린을 가지며, 제3바이브레이팅 스크린(53)은 10메시, 16메시, 28메시의 스크린을, 제4바이브레이팅 스크린(54)은 36메시, 60메시의 스크린을 가진다.

이러한 제1, 2, 3, 4바이브레이팅 스크린(51) (52) (53) (54)은 상부에 배치되며 스크린의 메쉬별로 낮은 번호의 스크린이 상측에 높은 번호의 스크린이 하측에 설치된다.

10메시의 연마제 원료는 14메시의 스크린을 통과시키면 24메시 스크린 상에서 P20의 입도를 가지는 연마제가 걸러지게 되고 연마제 원료를 36메시의 스크린을 통과시키면 60메시 스크린 상에서 P50의 입도를 가지는 연마제가 걸리지는 방식으로 P16에서 P50까지의 입도를 가지는 연마제가 걸러지게 된다.

이와같이 분급기(50)의 제1,2,3,4 바이브레이팅 스크린 (51)(52)(53)(54)에 의해 연마제가 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50의 입자의 크기로 각각의 스크린 상에 분리되면, 이 스크린 상에 분리된 연마제를 각각의 포장용기(60)에 담아 밀봉시키는 포장공정(f)이 있게되며, 보통 10Kg, 20Kg, 25Kg/Bag 단위로 포장한다.

이러한 본 발명 거친입도 연마제 제조방법은 탈철공정(a), 수세공정(b), 탈수공정(c), 건조공정(d), 분급공정(e), 포장공정(f)의 공정들을 순차적으로 거치면서 P16에서 P50까지의 비교적 거친입도의 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 발생 하였던 종래의 문제를 해결하게 된다.

또한 규격별로 정확하게 분리된 거친입도 연마제를 사용하여 샌드페이퍼를 제조하므로 소비자로부터 제품의 신뢰도를 향상 시킬 수 있게 되고, 이에 따라 국제적으로 경쟁력을 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 거친입도 연마제 제조방법에 의하면, 연속되는 연마제 제조공정에 의해 거친입도 연마제 입자를 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 정확하게 분리할 수 있고, 제조된 샌드페이퍼 내의 연마제 입자가 규격별로 동일하므로 연마가 제대로 되지 않거나 연마면이 긁히는 종래의 문제를 해결하게 되며, 이에 따라 제품의 경쟁력 및 신뢰성을 향상시킬수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 탄화규소 등의 연마제 알갱이를 비교적 거친입도인 P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50으로 분리하기 위한 방법에 있어서,

   분쇄된 연마제 원료를 자석이 설치된 회전드럼(14)를 통과시켜 연마제 원료에 포함된 철분을 분리하는 탈철공정(a)과;

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

   세척된 연마제 원료를 공지의 진동 탈수기 또는 원심분리 탈수기를 이용하여 탈수시키는 탈수공정(c)과;

   탈수된 연마제를 진동피더 열풍 건조기(40)에 투입하여 열풍에 의하여 연마제에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 건조공정(d)과;

   제1스크린(14메시, 24메시, 40메시), 제2스크린(20메시,32메시,50메시), 제3스크린(10메시, 16메시, 28메시), 제4스크린(36메시,60메시)을 상측에서 하측으로 순차적으로 등간격 배열한후 건조된 연마제를 상측에서부터 공급하여 상기 각각의 스크린 상에 입자의 크기로 각각 분리 시키는 분급공정(e)과;

   상기 각각의 스크린 상에 분리된 연마제를 각각의 포장용기(60)에 담아 밀봉 시키는 포장공정(f)으로 된 것을 특징으로 하는 거친입도 연마제 제조방법.