KR100481388B1

KR100481388B1 - 함수 특성이 우수한 연마용품의 제조 방법

Info

Publication number: KR100481388B1
Application number: KR10-2002-0027017A
Authority: KR
Inventors: 김용범
Original assignee: 태양연마 주식회사
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2005-04-07
Also published as: US6692547B2; CN1401460A; EP1287951A2; KR20030019079A; US20030046874A1; EP1287951A3

Abstract

본 발명은 연마용품의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 실린더 페이퍼(cylinder paper) 또는 그레이 클로스(greige cloth)와 같은 기재에 전도성 결합제 수지 용액을 도포한 후, 이를 연마입자가 미리 코팅된 PET 또는 나일론 필름과 결합시킴으로써, 인장강도, 인열강도 및 신율 등 물성이 우수한 연마용품을 단축된 공정으로 제조할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

함수 특성이 우수한 연마용품의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING ABRASIVE ARTICLES HAVING AN IMPROVED MOISTURE CONTENT MAINTENANCE}

본 발명은 연마용품의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 자기가교형(self-crosslinking) 수지 용액과 같은 전도성 결합제 수지 용액이 도포된 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스와 같은 기재에 표면이 연마물질로 미리 코팅된 PET 또는 나일론 필름을 결합시킴으로써 물성이 우수하고 생산성이 향상된 연마용품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

연마용품은 합판, MDF판 (medium density fiber board) 등의 연마 공정에서 사용되며, 통상, 크라프트지에 면 제직포 또는 폴리에스테르/면 혼방사로 제직된 제직포가 결합된 결합기재에 접착제 등을 이용하여 연마입자를 코팅함으로써 제조된다.

예를 들어, 영국 특허 제1,451,331호에는 실린더 페이퍼와 PET 또는 나일론으로 제조된 필름을 결합시킨 후 페놀포름알데하이드 수지와 같은 접착제를 이용하여 연마입자를 코팅하는 방식이 개시되어 있다. 그러나 이러한 연마입자와 필름과의 접착력을 부과하기 위해서는 고온의 건조로를 통과시켜야 한다. 이에 따라 실린더 페이퍼 내의 수분함량이 감소되고 이로 인해 연마벨트용 결합기재 및 연마재의 전체적인 변형이 일어나는 문제점이 있으며, 이를 방지하기 위해서는 수 차례의 가습 공정을 통해 실린더 페이퍼 내의 수분 함량을 조절해 주어야 한다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 물성이 모두 우수하면서도 생산성이 높고 경량의 연마용품을 보다 간단한 공정에 의해 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 기재에 전도성 결합제 수지 용액을 도포한 후, 이를 연마입자가 미리 코팅된 PET 또는 나일론 필름과 결합시키는 것을 특징으로 하는, 연마용품의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따라, 기재의 단면에 전도성 결합제 수지 용액을 도포하고, 표면에 연마입자가 미리 코팅된 PET 또는 나일론 필름을 상기 수지 용액이 도포된 기재와 결합시킴으로써, 물성, 특히 함수 특성이 우수하고 생산성이 향상된 연마용품을 제공할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 기재로는 실리더 페이퍼 또는 그레이 클로스가 있다. 상기 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스는 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 어느 것이나 좋으며, 바람직하게는 단위면적당 중량이 약 200 내지 400 g/m²인 것이 좋다. 상기 연마입자가 코팅된 PET 또는 나일론 필름에서 필름 단독으로의 두께가 75 내지 180 ㎛인 것이 좋으며, 바람직하게는 약 125㎛인 것이 좋다.

상기 기재와 필름 연마품과의 결합에 이용되는 전도성 결합제 수지 용액은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 전도성 접착제라면 어느 것이나 무방하다. 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스에의 도포량은 고형분을 기준으로 60 내지 70 g/㎡ 의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 도포량이 70 g/㎡ 보다 많으면 건조시간이 오래 걸리고 비용이 상승하며, 60 g/㎡ 보다 적으면 접착 효과가 충분치 못한 단점을 갖는다.

상기 전도성 결합제 수지 용액으로서 바람직한 예로는 자기가교형 수지 용액이 있다. 자기가교형 수지 용액은 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 및 고무 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 자기가교형 수지, 및 경화제를 포함한다.

상기 자기가교형 수지는 열용융성 또는 메탄올, 에탄올, 이소부탄올 등과 같은 알코올 용제성 수지로서, 상온 건조시에도 경화제 성분에 의해 가교가 일어나 점착성이 있는 코팅막을 형성하게 되며, 이때 건조 시간은 약 40 내지 60초이다. 상기 전도성 자기가교형 수지는 상온에서도 가교가 일어나 접착제로서의 역할을 할 수 있으므로 건조시에 열을 가할 필요가 없고, 이에 따라 제조공정의 단축과 실린더 페이퍼의 열에 대한 안정성 부여에 결정적인 역할을 한다.

본 발명에서 사용되는, 표면에 연마입자가 코팅된 필름 연마품은 PET 또는 나일론 필름에 통상의 방법으로 연마입자를 적용하여 제조된다. 즉, 구체적으로는 -NCO기를 함유한 2액형의 우레탄 수지, 에폭시 수지, 우레탄-에폭시 수지 등을 PET 또는 나일론 필름면에 도포(pre-sizing)한 후, 그 위에 분말 형태의 연마물질을 적용하고 예비 건조시킨 다음, 접착제로서 페놀수지, 요소, 멜라민, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 다시 도포(sizing)하여 건조 및 경화시킴으로써, 필름 표면에 연마 입자가 강하게 결합된 필름 연마품을 수득할 수 있다. 상기 연마입자로는 당 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있으며, 구체적인 예로는 알루미나, 실리콘 카바이드(SiC), 알루미나 지르코니아 또는 이들의 혼합물이 있다.

상기와 같이 제조된 필름 연마품의 단면 구조가 도 1에 도시된 바와 같다.

전도성 결합제가 도포된 상기 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스와 상기 연마입자가 코팅된 필름 연마품의 결합 공정은 60 내지 80℃의 온도에서 가압 롤러에 의해 수행된다. 상기 결합 공정은 필름 연마품의 열변형 온도 이하의 온도, 즉 비교적 저온에서 수행되므로, 실린더 페이퍼와 PET 또는 나일론 필름을 먼저 결합시킨 후 나중에 연마입자를 도포하던 종래의 방법에 비해, 인열강도의 저하 및 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스와 같은 기재내의 자체 함수율(8∼13%/m²)의 감소를 방지할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 연마용품은 함수 특성이 우수하여 추가의 건조 공정을 필요로 하지 않으므로 생산성이 증가되며, 또한 경량으로 제조될 수 있다.

또한 본 발명에 의해 제조된 연마용품은 용도에 따라, 연마벨트, 시이트(sheet), 디스크(disc) 등의 형태로 제공할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

연마물질이 코팅된 필름 연마품의 제조

폴리에스테르 필름(두께: 125㎛) 면에 고분자량(분자량 10,000 이상)의 2액형 우레탄 수지를 60 g/m²의 함량으로 도포하고 90∼120℃의 범위에서 순차적인 온도, 즉 90, 105 및 120℃에서 전체 60분 동안 건조시킨 후 다시 에폭시 수지를 도포(200g/m²)하고 여기에 연마입자로서 실리콘 카바이드를 살포시켜 90∼105℃에서 전체 60분 동안 건조시켰다. 이렇게 제조된 실리콘 카바이드가 결합된 폴리에스테르 필름에 페놀 수지(몰비 1 : 1.6의 RESOL TYPE)를 도포하여 95∼115℃에서 70분 동안 건조시키고 110℃에서 200분간 경화시킴으로써, 연마물질이 코팅된 필름을 제조하였다.

연마용품의 제조

도 2에 도시한 공정을 이용하여 연마용품을 제조하였다.

풀림롤(1)에 의해 공급되는 실린더 페이퍼(단위중량 200∼400g/㎡)를 자기가교형 우레탄 수지 접착제(6) [평균 분자량 8000 내지 10000의 우레탄 수지 80% 용액 100부 및 에폭시기 함유 경화제(200 내지 300당량) 35부 포함, 25±2℃에서의 점도 2,500 내지 3,500 cps]가 들어있는 탱크(5)에 도입하여 카렌더롤(3)과 그라비아롤(4)을 통해 상기 접착제(6)로 페이퍼 표면을 코팅하였다. 이어서 상기 페이퍼를 구동롤(7)을 거쳐 건조기(11)로 도입하고 50℃ 이하의 온도에서 건조시켰다. 건조된 페이퍼와, 풀림롤(2)에 의해 공급되는 상기에서 제조된 실리콘 카바이드 코팅된 폴리에스테르 필름을 60∼80℃의 가압롤(8, 9)을 통과시키면서 함께 결합하여 본 발명에 따른 연마용품을 수득하고 이를 권취롤(10)에 권취시켰다.

실시예 2

실린더 페이퍼에 도포되는 자기가교형의 접착제로서 우레탄 수지 대신에 에폭시 수지계 [400내지 450 당량의 에폭시 수지 75% 용액 100부 및 아민계 경화제 (아민가 300 내지 350) 70% 용액 25부 포함, 25 ± 2℃에서의 점도 3,000 내지 3,500 cps]를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 절차에 따라 연마용품을 제조하였다.

비교실시예 1

결합기재의 제조

도 2에 도시한 바와 같은 공정 장치에서, 풀림롤(1)에 의해 공급되는 실린더 페이퍼(단위중량 200∼400g/㎡)를 자기가교형 우레탄 수지 접착제(6) [평균 분자량 8000 내지 10000의 우레탄 수지 80% 용액 100부 및 에폭시기 함유 경화제(200 내지 300당량) 35부 포함, 25±2℃에서의 점도 2,500 내지 3,500 cps]가 들어있는 탱크(5)에 도입하여 카렌더롤(3)과 그라비아롤(4)을 통해 상기 접착제(6)로 페이퍼 표면을 코팅한 후, 이를 구동롤(7)을 거쳐 건조기(11)로 도입하여 50℃ 이하의 온도에서 건조시킨 다음, 풀림롤(2)에 의해 공급되는 폴리에스테르 필름(두께: 100㎛)과 함께 80℃의 가압롤(8, 9)을 통과시키면서 결합시켜 필름/실린더페이퍼 결합기재를 수득하고 권취롤(10)에 권취시켰다.

연마용품의 제조

상기에서 수득된 결합기재의 필름면에 고분자량(-NCO기를 함유한 분자량 10,000 이상)의 2액형 우레탄 수지를 60g/m²의 함량으로 도포하고 90∼120℃에서 60분 동안 건조시킨 후 다시 에폭시 수지를 도포(200g/m²)하고 여기에 연마입자로서 실리콘 카바이드를 결합시켜 80∼105℃에서 1시간 동안 건조시켰다. 이렇게 제조된 실리콘 카바이드가 결합된 기재에 페놀 수지를 도포하여 85∼115℃에서 70분 동안 건조시키고 110℃에서 200분간 경화시켜 연마용품을 제조하였다.

시험예 : 물성 시험

상기 비교실시예 1에서 수득한 연마용품은 최종 공정인 건조 단계가 100℃ 이상의 고온에서 수행되므로, 평평한 상태를 유지하지 못하였다. 이는 건조공정에서 실린더 페이퍼가 함유하고 있는 수분이 외부로 유출됨에 따른 현상이므로 이를 보충하기 위하여 실린더 페이퍼 표면에 물을 300∼400g/m²가량 도포하고 48시간 동안 상온에 방치하였으나 여전히 휘는 현상이 발생하였다. 물을 재차 도포(300∼400g/m²)한 후 48시간 동안 상온에서 방치하여 평탄한 연마용품을 얻을 수 있었다. 또한 비교예 1에서 실린더 페이퍼/폴리에스테르 필름으로 이루어진 결합기재와 연마입자를 결합시키는 과정에서 실린더 페이퍼와 폴리에스테르 필름이 건조로에서 휘는 현상(curling)과 수축되는 문제가 발생하여 연마입자가 탈립되는 현상이 발생되었다. 그러나 실시예 1 및 2에서는 이러한 현상이 나타나지 않았다.

상기 비교예 1 및 실시예 1 또는 2에서 수득한 연마벨트용 결합기재 및 연마용품에 대한 다양한 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 시험방법은 한국표준 규격시험법인 KS K 0536, KS K 0520 및 KS K 0533에 따라 수행하였다.

시험 항목	실시예 1	실시예 2	비교예 1
인장강도(kgf/inch), 기계방향(M.D)	120	120	120
인열강도(gf/43mm), 기계방향(M.D)	4,000	4,000	4,000
신율(%), 기계방향(M.D)/45kgf(%)	2.0	2.0	2.0
면조도(R_MAX)	9.8	9.9	9.8
단위면적당 연마용품 중량(g/m²)	1,000	1,080	1,000
결합기재의 접착력(kgf/2inch)	∞	∞	∞
가습공정 시간 (hour)	0	0	96
가습 공정후 외부습도에 의한 특성	이상없음	이상없음	상대습도 60%이상일 때 휨현상 발생

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 연마용품은 추가의 가습 공정을 필요로 하지 않는 반면, 비교예 1에서 제조된 연마용품은 결합기재의 연마벨트 안정성을 부여하기 위한 96시간 동안의 가습 공정 시간을 필요로 하며, 또한 외부습도가 60% 이상인 경우에는 휨 현상이 발생하였다. 즉, 실시예 1 및 2에서 제조된 본 발명에 따른 연마벨트용 연마용품이 비교예 1에 의해 제조된 연마용품에 비해, 인장강도, 인열강도, 신율 등의 기초 물성은 유사하지만, 후속공정(가습 공정)을 필요로 하지 않으며 외부 습도에 의한 영향을 받지 않고 안정하였다.

본 발명에 따르면 표면에 전도성 결합제가 도포된 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스에 연마입자가 미리 코팅된 PET 또는 나일론 필름을 직접 결합시킴으로써, 간단한 공정에 의해 인장강도, 인열강도, 신율 등의 물성이 우수한 연마용품을 제조할 수 있으며, 이 연마용품을 이용하여 연마벨트를 제조하는 경우 연삭능의 증가, 제품의 중량 감소 및 제조 공정의 단축으로 인한 컬(curl) 방지 및 불량 감소로 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며 제품의 안정성도 증가한다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 제조한, 연마입자가 코팅된 필름 연마품의 단면 구조를 나타내는 도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에서, 종래 기술에 따른 연마벨트용 결합기재 및 본 발명의 연마용품의 제조에 이용되는 공정을 도시하는 개략도이다.

Claims

실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스 기재, PET 또는 나일론 필름 및 연마입자층을 포함하는 연마용품의 제조방법에 있어서, 실린더 페이퍼 또는 그레이 클로스 기재의 일면에 전도성 결합제 수지를 코팅하는 단계; 별도로 PET 또는 나일론 필름의 일면에 연마입자를 코팅시키는 단계; 및 상기 페이퍼 또는 클로스 기재의 수지 코팅된 면과 PET 또는 나일론 필름의 연마입자가 코팅되지 않은 면을 가압하에 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

전도성 결합제 수지 용액이 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 및 고무 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 자기가교형 수지 성분 및 경화제 성분을 메탄올, 에탄올 및 이소부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 알코올에 용해시켜 제조된 자기가교형(self-crosslinking) 수지 용액임을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

결합제 수지 용액의 도포량이 고형분을 기준으로 60 내지 70 g/㎡인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

전도성 결합제 수지가 도포된 기재와 연마입자가 코팅된 PET 또는 나일론 필름과의 결합 공정이 60 내지 80℃에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,

연마입자가 알루미나, 실리콘카바이드, 알루미나 지르코니아 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

기재의 단위면적당 중량이 200 내지 400 g/㎡ 임을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

PET 또는 나일론 필름의 두께가 75 내지 180 ㎛인 것을 특징으로 하는 방법.