KR100914770B1 - 발포형 연마 제품 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적인 페파류(Coated Abrasives)에 비대칭 발포형 수지( Asymmetry Foaming Resin)로 이루어진 얇은 기재(Backing)을 적용하여 연마면의 평활성을 유지함과 동시에 제품의 유연성(flexible)과 탄력성(resilient)을 강화할 수 있는 발포형(forming) 연마제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 발포형 연마제품은 얇은 수지(Resin)층에 발포성분을 첨가하여 비대칭 발포형 수지(Asymmetry Foaming Resin)(42)를 형성하고, 이를 기재(Backing)에 적용함으로써 유연성 및 연마조도를 향상시키고, 코팅층의 상측에 다시 분진끼임방지 코팅을 적용하여 연마 성능 및 연삭 수명이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 상부면에 별도의 접착제를 사용하지 않고 발포형 수지(40) 자체의 접착력에 의해 나이렉스 포 등으로 이루어진 흡착부재(50)를 부착함으로써 작업성이 향상되고, 제조 공정이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 하부면에는 발포성분이 분포하지 않으므로 연마재 부착면은 높은 평활성을 유지하여 연마재의 연삭 참여률 및 연마 성능이 향상되고, 기재의 유연성으로 인해 피연삭체의 굴곡면과 홈 등에서 우수한 연삭력과 연마 조도가 나타나는 효과가 있다.

Description

발포형 연마 제품 및 그 제조방법 {Foaming Abrasive Material and Method of Manufacturing}

본 발명은 연마제품에 관한 것으로서, 특히 연마 제품을 이루는 기재(Backing Material)를 얇은 비대칭 발포형 수지(Asymmetry Foaming Resin)로 형성하여 기존 연마 제품에 유연성 및 탄력 성질을 가지게 하고, 피연삭체의 홈 연마 및 굴곡진 연마면의 연마에서 연마 성능 및 작업성, 피연삭체의 표면 조도에 탁월한 성능을 구현한 발포형 연마제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

또한, 발포 성분의 이동에 의해 형성되는 비대칭 발포형 수지의 기재층에 의해 연마재 부착면의 평활성을 향상시켜 연마재의 연삭 참여도를 증가시키고, 분진끼임방지 코팅을 발포형 연마 제품에 적용함으로써 피연삭체 분진 끼임을 최소화한 발포형 연마제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 연마 제품은 도 1에 도시된 바와 같이, 기재(Backing Material; 10), 연마재(Abrasive; 20). 접착제(Make Coat; 30)(Size Coat; 31)등의 3요소로 이루어져 있다.

이때, 기재는 종이, 다양한 섬유를 이용하여 제직된 직물, 벌커나이즈드 화이버(Vulcanized fiber), 필름(Film), 부직포 등을 사용하고, 접착제는 열경화성 접착제와 열가소성 접착제를 모두 사용할 수 있으며, 연마재는 제품의 쓰임에 따라 다양한 종류의 연마 물질을 사용한다. 상기 연마 제품은 용도에 따라 시트(Sheet), 벨트(belt), 디스크(Disc), 휠(Wheel) 형태 등 여러 가지로 제작된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 연마 제품은 굴곡진 연마면 연마 및 홈 연마 형태로 사용될 경우 기재의 유연성이 약하기 때문에 굴곡진 연마면 연마 및 홈 연마 작업 조건하에서 연마 작업성, 연마 성능 및 피연삭체의 조도, 작업자의 작업성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 위와 같은 문제점을 개선하기 위해 유연성이 향상된 기재물질에 대한 다양한 연구개발이 진행되었다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 미국특허등록번호 제 6,183,677호(Method of manufacturing abrasive sheet with thin resin film)는 기재로 레진 필름(11)을 사용하여 점착제(12)에 의해 연마입자(20)를 부착하며, 상기 레진 필름(11)의 후면에 다시 뻣뻣한 수지층(rigid releaseable film)(13)을 도포하여 점착제(12)와 뻣뻣한 수지층(13) 사이에 표면층(14)을 형성시키는 것으로서, 그 제조공정이 비효율적이고 생산단가가 높아지며, 점착제(12) 및 표면층(14)에 의해 제품의 유연성 및 탄력성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 미국특허등록번호 제 6,406,504호 (Resilient abrasive article with hard anti-loading size coating)는 연마재(Abrasive; 20). 코팅접착제(Size Coat; 31), 두꺼운 생산접착제(Make Coat; 30) 및 연장성 기재(elonggate substrate)(15)로 구성되는 것으로서, 생산접착제(30) 및 연장성 기재(15)의 두께로 인해 제품의 유연성이 저하되고, 제1표면(16)에 노출된 발포성분으로 인해 연마재 면의 평활성이 저하된다. 특히, 작은 입도 연마재의 사용에 있어서 연마재의 연삭 참여도가 저하되고, 피연삭체의 표면 조도 또한 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 얇은 수지(Resin)층에 발포성분을 첨가하여 비대칭 발포형 수지(Foaming Resin)를 형성하고, 이를 기재(Backing)에 적용함으로써 유연성 및 연마성능을 향상시키고, 코팅층의 상측에 다시 분진끼임방지 코팅을 적용하여 연마 성능 및 분진끼임방지를 향상시킨 발포형 연마제품 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 상부면에 별도의 접착제를 사용하지 않고 발포형 수지 자체의 접착력에 의해 나이렉스 포를 부착함으로써 제조 공정이 용이한 발포형 연마제품 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 하부면에는 발포성분이 분포하지 않으므로 연마재 면의 높은 평활성을 유지시켜 연마재의 연삭 참여률, 연마성능 및 피연삭체의 조도를 향상시키고, 기재의 유연성으로 인해 굴곡면의 연마 및 홈 연마를 가능하게 한 발포형 연마제품 및 그 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 발포형 연마제품은 코팅접착제, 연마재, 생산접착제, 기재를 포함하는 연마제품에 있어서, 상기 기재는 발포형 수지에 발포첨가제가 혼합되어, 일측으로 발포성분이 집중되고 타측은 일반수지만 분포하는 비대칭 발포형 수지로 이루어지되, 상기 비대칭 발포형 수지에서 발포성분이 집중된 일측에는 흡착부재가 부착되고, 일반수지만 분포하는 타측에는 생산접착제, 연마재, 코팅접착제가 순차적으로 적층되며, 상기 코팅접착제의 상측에는 다시 분진끼임방지 코팅이 부가된다.

또한, 본 발명에 의한 발포형 연마제품의 제조방법은 발포형 수지에 발포첨가제를 첨가하여 상온에서 교반 혼합하는 혼합공정과; 이형효과를 나타내는 이형지에 발포첨가제가 부가된 발포형 수지를 일정 두께로 도포하는 발포기재 형성공정과; 소정 온도의 건조로에서 소정 시간 숙성과정에 의해 발포첨가제에 의해 발생된 발포성분을 상방으로 이동시켜 비대칭 발포형 수지를 형성하는 발포성분 이동공정과; 발포성분이 집중된 비대칭 발포형 수지의 상측에 흡착부재를 접착하는 흡착부재 접착공정과; 이형지를 제거하고, 제거된 면에 생산 접착제, 연마재, 코팅 접착제를 순차적으로 도포하고, 다시 코팅 접착제의 상층에 분진끼임방지 코팅를 도포하는 연마재 부착공정으로 이루어진다.

본 발명에 의한 발포형 연마제품은 얇은 수지(Resin)층에 발포성분을 첨가하여 비대칭 발포형 수지(Asymmetry Foaming Resin)(42)를 형성하고, 이를 기재(Backing)에 적용함으로써 유연성 및 연마조도를 향상시키고, 코팅층의 상측에 다시 분진끼임방지 코팅을 적용하여 연마 성능 및 연삭 수명이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 상부면에 별도의 접착제를 사용하지 않고 발포형 수지(40) 자체의 접착력에 의해 나이렉스 포 등으로 이루어진 흡착부재(50)를 부착함으로써 작업성이 향상되고, 제조 공정이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 얇은 수지층의 하부면에는 발포성분이 분포하지 않으므로 연마재 면의 높은 평활성을 유지시켜 연마재의 연삭 참여률 및 연마 성능을 향상되고, 기재의 유연성으로 인해 피연삭체의 굴곡면과 홈 등에서 우수한 연삭력과 연마 조도가 나타나는 효과가 있다.

도 1은 종래 연마제품의 단면도,

도 2a는 선행공지제품1의 단면도,

도 2b는 선행공지제품2의 단면도,

도 3는 본 발명에 의한 발포형 연마제품의 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 발포형 연마제품의 제조를 위한 공정별 모식도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 기재 11 : 레진 필름

12 : 점착제 13 : 뻣뻣한 수지층

14 : 표면층 15 : 연장성 기재

16 : 제1표면

20 : 연마재 30 : 생산접착제(make coat)

31 : 코팅접착제(size coat) 32 : 분진끼임방지 코팅

40 : 발포형 수지 41 : 발포성분

42 : 비대칭 발포형 수지 50 : 흡착부재

60 : 이형지

본 발명에 의한 발포형 연마제품은 코팅접착제, 연마재, 생산접착제, 기재를 포함하는 종래의 연마제품을 개량하여 흡착부재가 결합되는 일측에 발포성분이 집중되고, 타측은 발포성분이 분포되지 않는 일반 수지의 형태를 형성하는 비대칭 발포형 수지로 기재를 구성함에 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 발포형 연마제품의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 발포형 연마제품의 제조를 위한 공정별 모식도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 발포형 연마제품은 종래의 연마제품과 같이 코팅접착제(31), 연마재(20), 생산접착제(30)를 포함하며, 상기 생산접착제(30)에 후면에 결합하는 기재(10)로서 종래의 직물 또는 필름 대신에 발포형 수지(40)를 적용하였다.

특히, 상기 발포형 수지(40)에 후술하는 발포첨가제를 첨가하여 소정시간 숙성시킴으로써, 일측으로 발포성분(41)이 집중되고, 타측은 일반수지만 분포하는 비대칭 발포형 수지(42)를 기재로 사용하여 종래 연마제품의 문제점을 해결하는 우수한 물성을 갖는 기재층을 형성하게 된다.

또한, 상기 연마재(20)에 도포되는 코팅접착제(31)의 상측에는 연마작업 중 연마재(20)를 이루는 연마성분 사이에 분진(피연삭체에서 발생한 연마찌꺼기)이 끼여 연마성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 다시 분진끼임방지 코팅(32)이 부가된다.

상기 발포형 수지(40)는 유연성 및 탄력성을 가지는 1액형 수지와 2액형 수지 중 어느 하나일 수 있으며, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 비닐아세테이트 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 라텍스, 변성 우레탄, 러버, 유브이(UV) 수지 중 어느 하나 또는 이들 수지들 중 2개 이상을 혼합한혼합물로 구성된다.

이때, 상기 발포형 수지(40)에는 비중이 낮은 발포성분(41)을 발생시키고, 발생된 발포성분을 소정 시간내에 상방으로 이동시키는 발포 첨가제가 첨가되어, 본 발명의 비대칭 발포형 수지(42)를 형성하게 된다.

상기 발포첨가제는 Azodicarbonamide (ADCA, AC), P,P'-Oxy bis(benzene sulfonyl hydrazide)(OBSH), N,N'- Dinitroso pentamethylene tetramine (DPT), P-Toluene sulfonyl hydrazide (TSH), P-Toluenesulfonyl semicarbazide (PTSS)를 포함하는 화학발포제와; CO₂, N₂, 프레온, EPS, MS를 포함하는 물리발포제 중 사용환경 및 생산단가 등에 따라 선택적으로 사용되며, 본 발명에서는 일 실시례로서, 물리발포제 중 팽창형 발포첨가제를 사용하여 실험을 수행하였다.

상기 발포형 수지(40)와 발포첨가제는 상온에서 소정시간 교반 혼합되며, 이때 상기 발포첨가제는 사용자가 원하는 발포형태에 따라 적량의 중량비를 유지하게 된다.

한편, 상기 발포첨가제가 첨가된 발포형 수지(40)는 이형지(60)에 일정 두께로 도포된 후, 소정 온도 (80∼200℃)의 건조로에서 소정 시간(1∼10분) 숙성에 의해 비중이 낮은 발포성분(41)이 상방으로 이동되므로, 일측(상부면)은 발포성분이 집중되고 타측(하부면)은 수지성분만이 존재하는 비대칭 발포형 수지(42)를 형성하게 된다.

이때, 상기 발포성분이 집중된 면은 수지의 특성에 의해 자체적인 접착력을 가지므로, 별도의 접착제를 사용하지 않은 상태에서 흡착부재(50)를 결합시킨 후, 이를 다시 뒤집어서 이형지(60)를 제거한 후, 수지성분이 집중된 면에는 생산 접착제(30)와 연마재(20), 코팅 접착제(31)를 순차적으로 도포하게 된다.

본 발명에서는 상기 흡착부재(50)의 일 실시례로서, 나이렉스 포를 사용하였으며, 의류 및 포장 산업 등 여러 산업에서 사용되는 나일론 등의 합성섬유재, 면 등의 천연섬유재를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 나이렉스 포는 그 기모에 따라 흡착력이 상이하게 되므로, 사용목적 또는 사용환경에 따라 기모의 높이, 밀도를 조절하는 것이 바람직하며, 사용자의 사용환경 및 목적에 따라 면 또는 합성수지 등 흡착기능이 있는 어떠한 소재라도 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 코팅 접착제(31)는 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 비닐아세테이트 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 라텍스, 변성 우레탄, 러버, 유브이(UV) 수지 중 어느 하나 또는 이들 수지들 중 2개 이상을 혼합한혼합물로 구성된다.

또한, 상기 분진끼임방지 코팅(32)은 상기 코팅접착제(31)의 성분에 계면활성제가 추가 혼합되어, 분진이 코팅접착제(31)의 표면에 부착되는 것을 방지한다.

본 발명에 의한 발포형 연마제품과 종래의 연마제품의 성능을 구체적으로 비교하기 위해 본원 출원인은 다음과 같은 동일한 조건에서 표면 거칠기(피연삭체의 연마조도) 테스트를 수행하였다.

[test 장치] - 조도기 : TOKYO SEIMITSU사 E-30A

[연마 조건]

(1)입도 : P600 (25.8㎛) (2) 연마제품의 규격 : 115×140mm

(3) 피연삭체 : SUS304 (굴곡진 부위) (4) 연마 하중 : 3kgf

(5) 연마 시간 : 10s (6) Pad는 스폰지를 사용하였다.

(7) 건식 연마 방식

피연삭체의 조도의 측정은 측정 방식과 연마 조건에 따라 상이 하게 나타날 수 있으며, 본 발명에서의 조도 측정을 위한 연마 방식은 SUS304의 굴곡진 부위를 3kgf의 하중으로 연마 제품을 10s 연마 후 피연삭체 연마면의 조도를 측정하였다.

[test 결과]

1) 종래 연마제품

Ra = 0.54㎛ Rmax = 6.88㎛

Rz = 5.50㎛ Rt = 5.65㎛

2) 본 발명의 연마제품

Ra = 0.45㎛ Rmax = 4.32㎛

Rz = 3.95㎛ Rt = 4.29㎛

위에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 발포형 연마 제품은 일반적인 유연한 제직 기재 및 필름 등을 사용한 제품에 비하여 피연삭체의 조도에서 뚜렷하게 향상된 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 발포형 연마 제품에 분진끼임방지 코팅(32)이 적용된 연마 제품에서는 굴곡진 부위 연마에서 피연삭체의 조도 및 연마제품의 연삭 수명이 더 향상되는 결과를 얻었으며, 연삭력 또한 높아 연마 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 물론, 연마재 입자가 다른 P400(35.0㎛), P360(40.5㎛)으로 동일한 실험을 반복한 경우에도 연마조도는 동일하게 향상되었다.

상기와 같은 본 발명의 발포형 연마제품은 도 4에 도시된 바와 같이 다음과 같은 순차적 공정에 의해 제조된다.

제1공정(혼합공정) : 발포형 수지(40)에 발포첨가제를 첨가하여 상온에서 교반 혼합한다.

제2공정(발포기재 형성공정) : 이형효과를 나타내는 이형지(60)에 발포첨가제가 첨가된 발포형 수지(40)를 일정 두께로 도포한다.

제3공정(발포성분 이동공정) : 소정 온도(80∼200℃)의 건조로에서 소정 시간(1∼10분) 숙성과정에 의해 발포첨가제에 의해 발생된 발포성분(41)을 상방으로 이동시켜 비대칭 발포형 수지(42)를 형성한다.

제4공정(흡착부재 접착공정) : 비대칭 발포형 수지(42)의 상측에 흡착부재(50)를 접착한다.

제5공정(연마재 부착공정) : 이형지(60)를 제거하고, 제거된 면에 생산 접착제(30), 연마재(20), 코팅 접착제(31)를 순차적으로 도포하고, 다시 코팅 접착제(31)의 상층에 분진끼임방지 코팅(32)를 도포한다.

한편, 본 발명에 사용되는 연마재(20)는 산화알루미늄, 실리콘카바이드, 지르코니아 알루미나 산화물, 세라믹, 석류석, 인조 다이아몬드, 부싯돌, 금강사, 크로커스, 그래뉴얼 등이 단독으로 사용되거나 이를 연마재가 혼합되어 사용된다. 이런 연마재의 사용은 피연삭체의 종류와 연마량 그리고 조도에 따라서 사용의 차이를 보인다.

또한, 상기 접착제(30)(31)는 비대칭 발포성 수지(42)의 전면-연마재가 부착되는 면-에는 도포되어 연마재(20)를 1차 적으로 고정하는 생산 접착제(30)와, 연마재(20) 상부에 도포되어 연마력을 향상시키고 연마 보조제 첨가로 연마 지속을 향상시키기는 코팅 접착제(31)로 구분되며, 본 발명에서는 피연삭체의 분진이 연마재의 사이에 끼지 않도록 하여 연삭력을 향상시키는 분진끼임방지 코팅(32)이 부가된다.

이상, 본 발명을 실시례에 의하여 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한하지 않으며, 특허청구범위에 기재된 사항과 균등한 기술적 사상이 적용된 모든 실시례에 미친다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 코팅접착제, 연마재, 생산접착제, 기재를 포함하는 연마제품에 있어서,

   상기 기재(10)는 발포형 수지(40)에 발포첨가제가 혼합되어, 일측으로 발포성분(41)이 집중되고 타측은 일반수지만 분포하는 비대칭 발포형 수지(42)로 이루어지되,

   상기 비대칭 발포형 수지(42)에서 발포성분(41)이 집중된 일측에는 흡착부재(50)가 부착되고, 일반수지만 분포하는 타측에는 생산접착제(30), 연마재(20), 코팅접착제(31)가 순차적으로 적층되며,

   상기 코팅접착제(31)의 상측에는 다시 분진끼임방지 코팅(32)이 부가되는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발포형 수지(40)는 유연성 및 탄력성을 갖는 페놀 수지·멜라민 수지·우레탄 수지·에폭시 수지·알키드 수지·비닐아세테이트 수지·아크릴 에멀젼 수지·라텍스·변성 우레탄·러버·유브이(UV) 수지 중 어느 하나 또는 이들 수지들 중 2개 이상을 혼합한 혼합물로 구성되되,

   비중이 낮은 발포성분(41)을 발생시키는 발포첨가제가 부가되어 비대칭 발포형 수지(42)를 형성하는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 발포첨가제는 CO₂, N₂, 프레온, EPS, MS를 포함하는 물리발포제 중 어느 하나 이상의 성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡착부재(50)는 발포성분(41)이 집중된 비대칭 발포형 수지(42)의 일측에 밀착 결합되며, 나일론 또는 나이렉스 포 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅 접착제(31)는 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 비닐아세테이트 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 라텍스, 변성 우레탄, 러버, 유브이(UV) 수지 중 어느 하나 또는 이들 수지들 중 2개 이상을 혼합한혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품.
6. 연마제품의 제조방법에 있어서,

   발포형 수지(40)에 발포첨가제를 첨가하여 상온에서 교반 혼합하는 혼합공정과;

   이형효과를 나타내는 이형지(60)에 발포첨가제가 부가된 발포형 수지(40)를 일정 두께로 도포하는 발포기재 형성공정과;

   소정 온도의 건조로에서 소정 시간 숙성과정에 의해 발포첨가제에 의해 발생된 발포성분(41)을 상방으로 이동시켜 비대칭 발포형 수지(42)를 형성하는 발포성분 이동공정과;

   발포성분(41)이 집중된 비대칭 발포형 수지(42)의 상측에 흡착부재(50)를 접착하는 흡착부재 접착공정과;

   이형지(60)를 제거하고, 제거된 면에 생산 접착제(30), 연마재(20), 코팅 접착제(31)를 순차적으로 도포하고, 다시 코팅 접착제(31)의 상층에 분진끼임방지 코팅(32)를 도포하는 연마재 부착공정;

   으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포형 연마제품의 제조방법.