KR100932382B1 - 원통형 연마브러쉬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속판 또는 비금속판의 연마, 특히 인쇄회로기판(PCB)의 연마에 사용되는 원통형 연마브러쉬에 관한 것으로, 다수의 관통공이 있는 지지체를 회전축에 삽입되는 강성의 원통관의 외주에 설치하고, 이 지지체의 외주에 보강체를 중심선에 대하여 직각으로 감고, 연성시트에 다수의 연마석 조각을 연속적으로 배열하여 고정시킨 후, 이를 보강체의 외주에 감아 붙여서 된 것을 특징으로 하며, 고속 회전시에도 연마브러쉬 내부의 보강체와 지지체의 변형과 지지력이 균일하여 넓은 표면을 갖는 물품을 연삭 또는 연마하는데 적합하고, 피연삭물의 큰 기복(Waviness)에 대응하여 균일하게 밀착하여 연마가 가능하며, 평판의 레벨링 롤(leveling roll)로서도 겸용이 가능한 효과가 있다.

인쇄회로기판, 원통형, 지지체, 관통공, 보강체, 연성시트, 연마석 조각

Description

원통형 연마브러쉬{Cylindrical Abrasive Brush}

본 발명은 원통형 연마브러쉬에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속판 또는 비금속판의 연마, 특히 인쇄회로기판(PCB)의 연마에 사용되는 원통형 연마브러쉬에 관한 것이다.

인쇄회로기판 등의 연삭, 연마 또는 레벨링(leveling)을 위하여 무한벨트(wide belt)나 부직포 롤(roll), 연마석 롤 등이 사용되고 있다.

그러나 무한벨트는 단시간의 사용으로도 선단이 마모되어 연삭력이 저하되고 균일한 연삭이 어렵게 된다. 또, 부직포 롤은 그 조직구조상 연속된 마감면을 얻을 수 있으나 연삭력이 약하여 큰 연삭력을 필요로 하는 경우에는 적합하지 아니하며, 연마석과 같은 강체(剛體)를 롤로 구성하여 연마를 하는 경우에는 불규칙적인 연마흔적이 생기고 인쇄회로기판의 큰 기복(waviness)에 대응하기가 어렵다.

한편, 제10-0444835호 특허공보에는 인쇄회로기판의 연마를 위한 '원통형 지석'이 제시되어 있다. 도 1은 그 종단면도이며, 도면부호 1은 원통부재이고, 2는 탄성체이며, 3은 지지체이고, 4는 금속선이다. 또, 5는 고무시트이고, 6은 지석편이다.

상기 특허발명은 회전이 가능한 원통부재의 외주에 고분자수지 발포 다공성 스펀지로 탄성체를 구성하고, 그 탄성체의 외주에 금속선으로 보강된 시트형상의 지지체를 설치하며, 다시 소형의 연마석을 표면에 다수 부착한 고무시트를 지지체의 외주에 감아 붙인 구성으로 되어 있다.

그러나 상기 특허발명과 같이 탄성체를 설치한 경우에는 고분자수지를 발포하여 제조한 다공성 스펀지의 특성상 발포의 불균질로 말미암아 스펀지의 밀도 및 탄성이 균일하지 않고, 그로 인하여 고속으로 회전시에 진원(眞圓)과 회전밸런스 상의 문제를 발생할 수 있다. 더욱이, 고분자 발포 스펀지는 시간이 경과할수록 기공이 수축하여 경질 스펀지로 변하여 탄성을 잃게 되어 제 기능을 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 특허발명은 고속으로 회전시에 원심력에 의하여 연마브러쉬의 외경이 커지는 것을 방지하기 위하여 고무시트에 섬유 또는 금속의 보강선을 중심선에 대하여 일정각도로 감은 지지체를 설치하였으나, 도 2에서 보는 바와 같이 고속 회전시에 양쪽 단부와 다른 부분의 팽창 정도가 서로 달라서 넓은 면적의 평판 연마시에 양쪽 단부와 다른 부분의 연마정도가 차이가 나는 문제점이 있다.

특히, 고무시트에 보강선을 중심선에 대하여 일정각도로 연속적으로 감아서 지지체를 보강하는 방법은 도 3에서 보는 바와 같이 양쪽 단부에서 보강선이 단절되기 때문에 원심력에 의한 팽창현상이 내부보다 더 많이 발생하게 된다. 도 2에서처럼 보강선을 2층 또는 3층으로 각도를 각각 다르게 하여 교차시켜 감는 방법도 있으나 고속 회전시의 양쪽 단부와 다른 부분의 팽창정도의 차이를 충분히 해소하지 못한다.

본 발명은 위와 같은 스펀지형 탄성체와 보강형 지지체의 구조적인 문제점을 해결하고, 특히 넓은 표면을 가지는 물품의 연삭 또는 연마에 적합하고, 피연삭물의 큰 기복에 대응하여 균일하게 밀착하여 연마가 가능하며, 평판의 레벨링 롤로도 겸용할 수 있는 원통형 연마브러쉬를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다수의 관통공이 있는 지지체를 회전축에 삽입되는 강성의 원통관의 외주에 설치하고, 이 지지체의 외주에 보강 체를 중심선에 대하여 직각으로 감고, 연성시트의 표면에 연마석 조각을 연속적으로 배열하여 고정시킨 후, 연성시트를 보강체의 외주에 감아 붙여서 된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 고속 회전시에도 연마브러쉬 내부의 보강체와 지지체의 변형과 지지력이 균일하여 넓은 표면을 갖는 물품을 연삭 또는 연마하는데 적합하고, 피연삭물의 큰 기복에 대응하여 균일하게 밀착하여 연마가 가능하며, 평판의 레벨링 롤로서도 겸용이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 배선용 동 도금을 한 인쇄회로기판 표면의 요철의 제거와 레벨링 작업에 특히 적합한 효과가 있다.

이하 본 발명을 도면을 토대로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명 원통형 연마브러쉬의 종단면도이고, 도 5는 본 발명 원통형 연마브러쉬의 횡단면도이다.

본 발명은 다수의 관통공(21)이 있는 지지체(20)를 회전축(미도시)에 삽입되는 강성의 원통관(10)의 외주에 설치하고, 이 지지체(20)의 외주에 보강체(30)를 중심선에 대하여 직각으로 감고, 연성시트(40)의 표면에 연마석 조각(50)을 연속적 으로 배열하여 고정시킨 후, 연성시트(40)를 보강체(30)의 외주에 감아 붙여서 된 것을 특징으로 한다.

상기 원통관(10)은 비교적 경량이고 강성을 갖는 종이 또는 섬유에 페놀수지를 함침하여 제조된 페놀관, FRP(Fiber Reinforced Plastic) 또는 FRTP(Fiber Reinforced Thermo Plastic)로 제조한다.

도 6은 상기 지지체(20)의 종단면도이고, 도 7은 상기 지지체(20)의 다른 실시예의 관통공(21)의 형상이다. 상기 지지체(20)는 폴리우레탄 수지로 제조하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 수지로 된 지지체(20)는 최외각의 연마석이 연마면에 잘 밀착이 될 수 있도록 하는 스펀지의 탄성력과 회전시에 원심력을 잘 견딜 수 있도록 하는 지지력을 함께 갖는다. 또 폴리우레탄 수지는 압출 또는 사출 방법으로 제조하기 때문에 발포법에 의해 제조하는 스펀지에 비하여 균일한 내부 구조를 갖게 된다.

상기 지지체(20)에는 도 4, 6 및 7에서 보는 바와 같이 그 내부에 원형, 사각형, 삼각형 등 다양한 형태의 관통공(21)을 다수 형성시킨다. 이러한 관통공(21)으로 인하여 중량이 감소되고, 불균일한 연마면과의 접촉시에 발생하는 충격을 효과적으로 흡수한다. 이러한 관통공(21)은 중심선 방향으로 천공하는 것이 바람직하 지만 다른 방향으로 천공할 수도 있다.

종래 원통형 연마브러쉬의 탄성체로 사용되고 있는 스펀지는 그 비중이 0.1- 0.2g/㎤ 정도이며, 본 발명의 폴리우레탄 수지로 된 지지체의 비중은 1.2g/㎤이다. 여기에 관통공(21)을 지지체(20) 종단면 전체 면적의 50% 천공할 경우 그 비중이 0.6g/㎤, 70% 천공할 경우 그 비중이 0.36g/㎤, 90% 천공할 경우 그 비중이 0.12g/㎤ 이 된다.

지지체(20)의 관통공(21)의 비율은 수지의 경도, 인장강도, 중량 등을 고려하여 고강도 및 고경도 수지의 경우에는 관통공(21)의 비율을 높게 하고 상대적으로 낮은 강도 및 경도의 수지의 경우에는 관통공(21)의 비율을 낮추는 것이 바람직하다.

또한, 관통공(21)의 크기 및 형태도 지지체(20)의 강도, 탄성도 등에 영향을 미치며, 이러한 여러 가지 조건들을 감안할 때 관통공(21)의 비율을 50%-90%로 하는 것이 바람직하다.

지지체(20)의 관통공(21)의 비율이 50%이하인 경우에는 탄성이 너무 적어서 연마시의 충격을 제대로 흡수하지 못하여 원통형 연마브러쉬가 피연삭체의 표면에 균일하게 밀착되지 못하고 반동이 생겨서 물결무늬가 있는 연마가 된다. 한편, 90% 이상인 경우에는 지지체(20)의 제조 자체가 힘들 뿐만 아니라 재료의 강도와 경도의 한계로 충분한 지지력을 가지기 어렵다.

지지체(20)의 재료로 다른 재료도 사용할 수 있어 폴리우레탄 수지로 한정할 필요는 없다. 실리콘, 폴리에틸렌, 폴리 프로피렌, PPS, PEEK, PS, Nylon, 폴리 스티렌 등 여러 가지 수지가 가능하나, 탄성력과 인장강도가 우수한 점과 압출 사출공정에서의 적합성 등을 고려하면 폴리우레탄 수지가 가장 바람직하다. 폴리우레탄 수지도 쇼어(Shore) A경도가 75이상인 것이 적합하다. 75이하인 것은 너무 물러서 지지력이 부족하다.

도 8은 상기 보강체(30)의 고속 회전시의 상태도이다. 상기 보강체(30)는 지지체(20)가 외주 방향으로 늘어나는 것을 방지하는 역할을 한다. 연마 작업시에 원심력에 의하여 외주방향으로 지지체(20)가 수 %정도 늘어나는 현상이 발생하기 때문에 수 미크론 단위의 정밀한 연마를 보장하기 위해서는 지지체(20)가 외주방향으로 많이 늘어나는 것을 억제할 필요가 있다.

이와 같은 목적으로 금속선 1개 또는 여러 개를 꼬아서 중심선에 대하여 일정각도로 연속적으로 감는 방법, 섬유직물을 중심선에 대하여 일정각도로 연속적으로 감는 방법, 섬유선 또는 금속선을 여러 층으로 중심선에 대하여 일정각도로 교 차하여 감는 방법이 사용되고 있다.

그러나 여러 가지 실험결과 섬유직물 등을 중심선에 대하여 일정 각도로 감는 것보다는 중심선에 대하여 직각으로 감는 것이 원심력에 의하여 늘어나는 것을 가장 효과적으로 방지 할 수 있고 원심력에 의한 팽창을 균일하게 할 수 있다는 것을 알게 되었다.

또, 도 3에서 보는 바와 같이 보강선을 중심선에 대하여 일정 각도로 감는 경우에는 단부에서 보강선의 끊김이 있으나, 보강선을 중심선에 대하여 직각으로 감은 경우에는 단부에서 보강선의 끊김이 없기 때문에 고속 회전시 원심력에 의한 외경의 팽창현상이 양측 단부와 다른 부분에서 균일하게 나타난다는 것도 알게 되었다.

따라서 본 발명은 도 8에 도시된 바와 같이 씨실과 날실이 직각으로 직조된 섬유직물을 씨실 또는 날실이 중심선에 대하여 직각이 되도록 지지체(20)의 외주에 감아서 보강체(30)를 형성시킨다.

이와 같이, 씨실과 날실 중의 하나가 중심선에 대하여 평행하고 다른 하나가 중심선에 대하여 직각인 섬유직물이 2회 이상 감겨져 보강체(30)가 구성되므로 원통형 연마브러쉬가 고속으로 회전하는 경우에도 안정되고 균일한 연마가 가능하게 된다.

삭제

보강체(30)로 UD( unidirectional cloth)를 사용 할 수도 있으나, 원통형 연마브러쉬가 연마하면서 축방향에서도 길이변화의 안정성을 갖추기 위해서는 섬유직물을 사용하는 것이 바람직하다.

보강체(30)의 재료로 유기질 섬유는 물론 무기질 섬유도 사용할 수 있다. 무기질 섬유로는 유리섬유, 현무암섬유 등이 있으며, 고강도, 낮은 신축율 면에서는 유리하지만, 중량이 높고(비중 2.5 g/㎤이상) 유연성이 떨어지는 단점이 있다.

유기질 섬유로는 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 아라미드, 폴리비닐 아세탈, 폴리우레탄 섬유 등 일반적인 섬유직물이 사용 될 수 있다. 유기질 섬유는 무기질 섬유에 비하여 경량성, 유연성 등에서 장점이 있다.

보강체(30)를 구성함에 있어 섬유직물을 원형으로 고정하는 방법으로는 섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 후 원통형으로 감아서 80-200℃로 열처리하여 열경화하는 방법, 고무계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등을 사용하여 상온 경화 또는 100℃이하의 온도에서 열경화하는 방법 등이 있다.

이러한 방법 중 함침 또는 접착 성분이 약간의 유연성과 탄성을 갖는 것이 바람직하기 때문에 고무계 접착제 와 우레탄계 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 섬유를 포함하는 우레탄시트를 보강체(30)로 사용하는 것도 가능하다. 내부에 섬유가 보강되어 있는 우레탄시트는 인장강도와 내후성, 내화학성, 내굴곡성 등이 우수하며, 폴리우레탄 재질로 제작되는 지지체(20)의 재질과도 같아서 지지체(20)의 보강용으로 적합하다.

본 발명에 사용하는 연마석은, 결합제의 종류에 따라 비트리파이트, 레지노이드, 메탈본드, 실리케이트 등이며, 연마지립의 종류에 따라 알루미나, 탄화규소, 다이아몬드, 지르코니아 등이다. 이러한 연마석 중에서 피연마물에 따라 하나를 선택하여 사용하거나 2가지 이상을 혼용한다.

상기 연마석 조각(50)을 상기 원통형의 지지체(20)의 외주에 설치하기 위해서 유연성이 있는 연성시트(40)에 다수의 연마석 조각(50)을 연속적으로 배열하여 고정한 다음 이를 보강체(30)의 외주에 감아 붙인다. 이때 연마석 조각(50)은 원통형의 지지체(20)에 부착할 때 원형이 잘 이루어지도록 가로, 세로 및 높이가 각각 10-20mm 정도로 구성한다. 연마석 조각(50)을 부착하기 위한 유연성이 있는 연성시트(40)는 고무시트 또는 우레탄시트와 같이 탄성이 있는 재료를 선택한다.

본 발명은 고속 회전시에도 연마브러쉬 내부의 보강체와 지지체의 변형과 지지력이 균일하여 넓은 표면을 갖는 물품을 연삭 또는 연마하는데 적합하고, 피연삭물의 큰 기복에 대응하여 균일하게 밀착하여 연마가 가능하며, 평판의 레벨링 롤로서도 겸용이 가능하다. 또, 본 발명은 배선용 동 도금을 한 인쇄회로기판 표면의 요철의 제거와 레벨링 작업에 특히 적합하다.

이상에서 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다. 따라서 위의 기재 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 아니한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명과 특허청구범위의 기재 중 괄호를 사용하여 기재한 도면부호는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 참고로 부기한 것으로, 본 발명은 도면상의 형태로 한정되지 아니한다.

도 1은 종래의 원통형 연마브러쉬의 종단면도이고,

도 2는 종래의 원통형 지지체의 고속 회전시의 상태도이며,

도 3은 원통형 고무시트에 일정각도로 감은 보강선의 상태도이다.

도 4는 본 발명 원통형 연마브러쉬의 종단면도이고,

도 5는 본 발명 원통형 연마브러쉬의 횡단면도이다.

도 6은 본 발명의 지지체의 종단면도이고,

도 7은 본 발명의 지지체의 다른 실시예의 관통공의 형상이다.

도 8은 본 발명의 원통형 보강체의 고속 회전시의 상태도이다.

삭제

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 원통부재 2: 탄성체

3: 지지체 4: 금속선

5: 고무시트 6: 지석편

10: 원통관 20: 지지체

21: 관통공 30: 보강체

40: 연성시트 50: 연마석 조각

Claims (9)

1. 원통형 연마브러쉬에 있어서,

   관통공(21)이 있는 지지체(20)를 강성의 원통관(10)의 외주에 설치하고,

   상기 지지체(20)의 외주에 보강체(30)를 감고,

   연성시트(40)의 표면에 연마석 조각(50)을 연속적으로 배열하여 고정시킨 후,

   상기 연성시트(40)를 상기 보강체(30)의 외주에 감아 붙여서 된 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지체(20)의 외주에 상기 보강체(30)를 중심선에 대하여 직각으로 감은 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 지지체(20)가 폴리우레탄 수지로 된 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 관통공(21)의 비율이 상기 지지체(20) 종단면 전체 면적의 50%-90%인 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보강체(30)가 섬유직물로 된 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보강체(30)가 섬유를 포함하는 우레탄시트로 된 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 연마석 조각(50)의 가로, 세로 및 높이가 각각 10-20mm 인 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 연성시트(40)가 우레탄시트로 된 것을 특징으로 하는 원통형 연마브러쉬

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