KR100729170B1 - 연마 테이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기헤드의 표면, 자기디스크 표면, 광섬유, 정밀금형 및 기타 표면과 같이 평활성이 요구되는 전자 및 기기 부품의 표면 연마에 사용되는 연마테이프에 관한 것으로서, 지지체 기재의 일면에 평균입도가 연마층 평균 두께의 30∼70%인 제 1 무기입자와 이와는 입자크기가 다른 제 2 무기입자를 무기질 분말체로 사용하고 고분자 결합제를 포함하는 연마도료를 도포 및 건조하여 형성시킨 연마층을 구비한 연마테이프는 연마층 표면에 적절한 요철이 발달하여 연마찌꺼기의 포집능력이 증가하여 연마찌꺼기에 의한 스크래치 발생을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 효과적인 연마를 수행할 수 있다.
연마테이프*무기질 분말체*고분자 결합제*연마도료

Description

연마테이프 {Abrasive tape}
도 1은 본 발명에 따라 제조된 연마테이프를 나타낸 것이다.
*도면 부호의 상세한 설명*
10 : 고분자 지지체 기재 20 : 입자크기가 큰 제 1 무기입자
30 : 입자크기가 작은 제 2 무기입자
본 발명은 자기헤드의 표면, 자기디스크 표면, 정밀 금형 및 기타 표면과 같이 평활성이 요구되는 전자 및 기기 부품의 표면 연마에 사용되는 연마테이프에 관한 것이다.
통상적으로 연마테이프는 폴리에스터 필름 등의 기재 위에 결합제 수지를 이용하여 산화알루미늄, 산화크롬, 산화규소, 탄화규소 등의 연마입자를 도포하여 제조하여 왔다.
정밀 금형 부품이나 자기헤드, 광섬유 등의 정밀 전자부품에 사용되는 재료의 표면은 마이크로미터 또는 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 수준의 정밀한 표면이 요구되기 때문에 이 조건을 만족시키기 위하여 다양한 방법의 연마테이프 제조기술이 제안·사용되고 있다.
종래 연마테이프의 적용에 있어서, 피연마물이 연마되면서 발생되는 연마찌꺼기가 연마테이프와 피연마물 사이에 작용하여 피연마물의 표면 스크래치를 유발하게 되는 문제점이 있어 피연마물의 적용분야에 따라 치명적인 불량을 가져오게 된다.
따라서, 이러한 연마찌꺼기에 의한 표면 스크래치를 제거하기 위한 다양한 방법들이 제안·적용되어 왔다.
예를 들면, 일본 특개평 5-29885호 에서는 탈리된 연마찌꺼기에 의해 발생되는 표면 스크래치를 줄이고자 연마찌꺼기를 포집하는 포켓을 생성시키기 위하여 연마도료의 점도 및 건조조건을 조절하여 버어나드 셀을 형성시키는 방법을 제시하였다.
또한, 일본 특개평 4-355245호 에서는 연마층에 불연속적으로 접착층을 노출시켜 연마찌꺼기를 점착시켜 연마찌꺼기에 의한 스크래치를 감소시키는 방법을 제시하였다.
그러나, 상기와 같은 제조방법은 방법 자체가 번거롭고 까다롭기 때문에 생산성이 저하되고, 최종 생산된 제품의 균일성이 떨어질 뿐만 아니라 제조비용이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 일본 특개평 4-94922호 에서는 유동파라핀을 필름 표면에 첨가하여 클리닝 효과 및 토크 경감효과를 부여하였으나, 유동 파라핀의 윤활 효과에 의한 연마효과가 감소될 가능성이 크다.
또한, 일본 특개평 3-235528호에서는 연마층 전체에 10∼60%의 기공을 생성시켜 피연마물과의 접촉이 스폰지처럼 부드러운 감촉으로 피연마물 표면의 스크래치 감소 및 연마찌꺼기의 포집을 의도하였지만, 역시 부드러운 감촉에 따른 연마효과의 감소가능성이 높은 문제가 있었다.
또한, 일본 특개평 5-92258호 에서는 카렌다 처리가 된 종이 및 부직포 위에 연마층을 형성하여 연마층의 표면포켓을 형성시키는 방법과, 일본 특개소 63-16980호 에서는 연마층을 엠보싱 조각된 롤로 압착시켜 표면포켓을 제공하는 방법을 제시하였지만 미세 엠보싱롤 가공의 어려움과 롤 오염, 마모 등으로 인한 공정관리가 어렵고 제조단계의 증가로 인한 제조원가가 상승되는 문제를 수반하고 있었다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하던 중, 종래의 무기질 분말체와 고분자 결합제로 이루어진 연마도료 조성물에 있어서 상기 무기질 분말체로 서로 다른 입자크기를 가진 무기입자를 2종 이상 혼합하여 제조된 연마층을 구비한 연마테이프를 제조한 결과, 피연마물의 연마효과를 높이면서 연마찌꺼기에 의한 표면 스크래치를 제어할 수 있다는 것을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 연마도중 발생되는 연마찌꺼기를 효과적으로 제거하여 연마효율을 높이고, 연마찌꺼기에 의한 표면 스크래치를 제어할 수 있는 연마 테이프를 제공하는 데 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연마테이프는 지지체기재상의 일면에 무기질 분말체 및 고분자 결합제를 주성분으로 하는 연마도료를 도포 및 건조하여 형성시킨 연마층을 구비한 것으로서, 여기서 무기질 분말체는 서로 다른 입자크기를 가진 제 1 무기입자와 제 2 무기입자로 구성되는 것으로 이중 제 1 무기입자의 평균입도는 연마층 평균 두께의 30∼70%인 것임을 그 특징으로 한다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무기질 분말체 및 고분자 결합제를 주성분으로 하는 종래의 연마도료에 있어서, 상기 무기질 분말체로서 입자크기가 서로 다른 두 개의 무기입자를 사용하여 제조된 연마도료를 지지체 기재상의 일면에 도포 및 건조하여 형성시킨 연마층을 구비하는 연마테이프에 관한 것이다.
(1) 연마층
연마도료에 포함되는 무기질 분말체는 연마의 역할을 하는 것으로, 크기가 큰 입자(제 1 무기입자)와 크기가 작은 입자(제 2 무기입자)를 사용한다.
상기 제 1 무기입자의 크기는 연마층 평균 두께의 30∼70% 인 것으로, 제 2 무기입자와 비교하여 크기가 최소한 4∼10배 이상 큰 것이어야 하며, 제 2 무기입자 대비 함량이 10∼100 중량% 인 것이 바람직하다.
상기 제 1 무기입자의 크기가 연마층 평균 두께의 30% 보다 적거나, 제 2 무기입자 대비 3배 이하로 적고, 제 1 무기입자의 혼합비가 제 2 무기입자 대비 10 중량% 보다 적게 되면, 도포후 건조과정에서 제 2 무기입자들에 의해 표면의 요철이 채워지는 평등화(leveling) 효과에 의해 충분한 요철이 발달되기 힘든 문제점이 있다. 그 결과, 제 2 무기입자의 평활한 표면으로 인해 피연마물 표면이 평균적으로 고운 연마가 가능하지만, 비정상적인 스크래치가 발생하게 되고 연마 능력이 떨어지게 된다.
한편, 상기 제 1 무기입자의 크기가 연마층 평균 두께의 70%를 초과하거나, 제 1 무기입자의 혼합비가 제 2 무기입자 대비 100 중량%를 초과하거나, 제 2 무기입자 크기에 대비하여 10배를 초과하게 되면, 표면의 요철도 지나치게 크게되어 연마층 표면이 미세한 제 2 무기입자로 덮히지 못하게 된다. 그 결과 제 2 무기입자의 조악한 표면으로 인해 피연마물의 연마면이 조악하게 되어 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.
상기 제 2 무기입자의 크기는 피연마물의 정밀연마시 요구되는 피연마물 표면의 수준에 따라 결정되며, 제 1 무기입자의 크기는 사용되는 제 2 무기입자의 크기에 따라 본 발명의 범위 내로 한다.
또한, 상기 제 1 무기입자와 제 2 무기입자는 같은 재질을 사용할 수도 있고 다른 재질을 사용할 수도 있으며, 본 발명에서는 플라스틱 가공, 자기헤드 가공, 광섬유 가공, 자기디스크 가공, 금형 가공 등에 사용되는 산화알루미늄(Al2O3), 산화크롬(Cr2O3), 산화규소(SiO2), 탄화규소(SiC) 등을 사용한다.
한편, 본 발명에서 사용되는 제 1 무기입자의 모스경도는 제 2 무기입자의 모스경도보다 작거나 같은 것으로, 제 1 무기입자, 제 2 무기입자의 모스경도는 6∼9 인 것이 바람직하며, 전술한 바와 같이 피연마물의 재질에 따라 적정 범위를 선택 사용할수 있다.
또한, 상기 고분자 결합제로는 염화비닐 수지, 초산비닐의 공중합체 수지, 폴리비닐부티랄계 수지, 섬유소계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에테르계 수지, 이소시아네이트 화합물, 방사선 경화성 수지 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 충분한 연마효과 및 결합력을 가지기 위해서는 전체무기입자 100 중량부에 대해 10∼50 중량부로 한다.
또한, 본 발명의 안마도료의 제조에 사용되는 유기용제로는 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산, 톨루엔, 에틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드 등의 공지의 유기용제를 단독 혹은 적정비율로 혼합 사용한다.
또한, 연마테이프의 그 용도에 따라 윤활효과, 대전방지효과, 분산효과, 가소효과 등의 기타첨가제를 첨가하여 제조할 수가 있다.
상기에서 제조된 연마도료를 지지체 기재의 일면에 도포 및 건조하면 연마테이프를 얻을 수 있다.
(2) 지지체 기재
이때 사용되는 지지체 기재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아라미드, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 아라미드등의 공지의 플라스틱 기재를 사용한다.
상기와 같은 지지체 기재상의 일면에 서로 다른 입자크기를 갖는 무기입자와 고분자 결합제를 포함한 연마도료를 도포하여 연마층을 형성하여 얻어진 연마테이프의 도면은 도 1과 같다.
이하 본 발명을 더욱 더 상세히 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼6 및 비교예 1∼5
폴리에스터 지지체 기재의 일면에 다음 표 1과 같은 조성으로 이루어진 혼합물을 혼합하여 2시간 동안 분산하여 필터에 여과하여 제조한 연마도료를 건조후 15㎛ 두께가 되게 도포, 건조하여 연마테이프를 제조하였다.
이와 같이 제조된 연마테이프를 이용하여 연마량과 스크래치 발생정도를 평가하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
연마량은 직경 5mm의 알루미늄 봉을 10 X 10 cm의 연마 테이프에 수직으로 20g의 힘을 가한 상태에서 30회 왕복한 후의 연마테이프의 무게변화로서 상대적인 연마량을 비교하였다.
또한, 스크래치 발생정도는 알루미늄 봉의 면을 현미경으로 100배의 배율로 관찰하여 스크래치 발생정도를 다음 4단계로 비교하여 평가하였다.
A : 스크래치 관찰되지 않음.
B : 1∼2개의 스크래치 관찰됨.
C : 3∼5개의 스크래치 관찰됨.
D : 다량의 스크래치 관찰됨.
제 1 무기입자 제 2 무기입자 고분자(1) 결합제 (중량부) 건조후 연마층 두께(㎛)
종류 평균 입자경(㎛) 함량 (중량부) 종류 평균 입자경(㎛) 함량 (중량부)
실시예 1 α-Al2O3 7 50 α-Al2O3 1 50 17 15
실시예 2 α-Al2O3 7 20 α-Al2O3 1 80 17 15
실시예 3 α-Al2O3 5 50 α-Al2O3 1 50 17 15
실시예 4 α-Al2O3 4 50 α-Al2O3 1 50 17 15
실시예 5 SiO2 7 50 α-Al2O3 1 50 17 15
실시예 6 SiO2 7 50 α-Al2O3 1 50 17 15
비교예 1 - - - α-Al2O3 1 100 17 15
비교예 2 α-Al2O3 7 100 - - - 17 15
비교예 3 α-Al2O3 7 60 α-Al2O3 1 40 17 15
비교예 4 α-Al2O3 3 50 α-Al2O3 1 50 17 15
비교예 5 α-Al2O3 12 30 α-Al2O3 1 60 17 15
(주) (1) 고분자 결합제 : 폴리비닐클로라이드계 수지(7)/폴리우레탄계수지(10)

연마량(상대치) 스크래치 발생정도
실시예 1 140 A
실시예 2 130 A
실시예 3 130 A
실시예 4 120 A
실시예 5 130 A
실시예 6 130 A
비교예 1 100(기준) B
비교예 2 250 D
비교예 3 180 C
비교예 4 110 C
비교예 5 300 D

상기 표 1의 결과로부터 본 발명과 같이 입자크기가 서로 다른 두 개의 무기입자를 적절한 비율로 혼합하여 제조한 연마도료를 고분자 지지체 위에 도포 및 건조시켜 제조된 연마층의 표면은 요철이 발달하게 되어, 효과적인 연마를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 표면의 스크래치 발생을 제어할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 무기질 분말체 및 고분자 결합제를 주성분으로 하는 연마도료에 있어서, 상기 무기질 분말체로서 입자크기가 서로 다른 두 개의 무기입자를 적절한 비율로 혼합한 연마도료로부터 제조된 연마테이프는 연마층 표면에 적절한 요철이 발달하여 이 요철로 연마찌꺼기의 포집능력이 증가하여 연마찌꺼기에 의한 스크래치 발생을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 충분한 요철로 인하여 효과적인 연마를 수행할 수 있다.

Claims (4)

  1. 지지체 기재(10)와 지지체 기재(10)상의 일면에 무기질 분말체 및 고분자 결합제를 주성분으로 하는 연마도료를 도포 및 건조하여 형성시킨 연마층을 구비한 연마테이프에 있어서,
    상기 무기질 분말체는 평균입도가 연마층 평균 두께의 30∼70%인 제 1 무기입자(20); 및 제 1 무기입자(20)와 입자크기가 다른 제 2 무기입자(30)로 구성된 것임을 특징으로 하는 연마테이프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 무기 입자(20)의 평균 입자크기가 제 2 무기 입자(30)보다 4∼10배 큰 것임을 특징으로 하는 연마테이프.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 무기 입자(30)에 대한 제 1 무기 입자(20)의 함량은 10∼100 중량%인 것임을 특징으로 하는 연마테이프.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 무기 입자(20)의 모스 경도는 제 2 무기 입자(30)의 모스 경도보다 적거나 같은 것임을 특징으로 하는 연마테이프.
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