KR100952121B1 - Method and apparatus for polishing surface of resin products - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수지를 주조하여 만든 주조성형 수지제품이 아닌 기계가공하여 만든 기계가공 수지제품의 표면을 투명하고, 매끄럽게 폴리싱하는 수지제품의 표면 폴리싱 방법 및 표면 폴리싱 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 방법은, (1) 폴리싱의 대상이 되는 수지제품을 준비하는 제품준비단계; (2) 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품을 폴리싱증기에 노출시켜 수지제품의 표면을 부분 용해시켜 수지제품의 표면의 흠을 제거하는 폴리싱단계; 및 (3) 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 수지제품을 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a surface polishing method and a surface polishing apparatus of a resin product for transparently and smoothly polishing a surface of a machined resin product made by machining rather than a casting resin product made by casting a resin, and a resin according to the present invention. The surface polishing method of the product may include: (1) preparing a product for preparing a resin product to be polished; (2) a polishing step of exposing the resin product obtained in the product preparation step with polishing steam to partially dissolve the surface of the resin product to remove scratches on the surface of the resin product; And (3) a drying step of drying the resin product polished in the polishing step.
수지제품, 표면, 불투명, 투명성, 폴리싱, 폴리싱증기, 흠 Resin, Surface, Opacity, Transparency, Polishing, Polishing Vapor, Flaw
Description
본 발명은 수지제품의 표면 폴리싱 방법 및 표면 폴리싱 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수지를 주조하여 만든 주조성형 수지제품이 아닌 기계가공하여 만든 기계가공 수지제품의 표면을 투명하고, 매끄럽게 폴리싱하는 수지제품의 표면 폴리싱 방법 및 표면 폴리싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a surface polishing method and a surface polishing apparatus of a resin product, and more particularly, a resin for transparently and smoothly polishing a surface of a machined resin product made by machining rather than a casting resin product made by casting a resin. A surface polishing method and a surface polishing apparatus of an article.
수지제품들은 수지 자체의 내식성이나 가공편의성 기타 우월한 물성들로 인하여 널리 사용되고 있다. 특히, 폴리카보네이트 같은 수지는 그 투명성과 내충격성으로 인하여 유리를 대체하는 용도로 널리 활용되고 있다.Resin products are widely used because of their corrosion resistance, processing convenience and other superior properties. In particular, a resin such as polycarbonate is widely used as a substitute for glass due to its transparency and impact resistance.
폴리카보네이트와 같은 수지는 사출성형이나 압출성형과 같은 주조성형으로 소정의 원하는 형상으로 성형되는 경우에 별도의 표면가공을 거치지 않고도 매끄러운 표면과 투명성을 갖는 수지제품을 쉽게 수득할 수 있다는 장점을 가지고 있다.Resin such as polycarbonate has an advantage that a resin product having a smooth surface and transparency can be easily obtained when it is molded into a desired shape by casting molding such as injection molding or extrusion molding without undergoing a separate surface processing. .
그러나 최근 바이오칩(Biochip)이나 반도체 장비의 일종인 로드락챔버(loadlock chamber)의 윈도우(window)와 같이 복잡한 구조를 갖는 수지제품들의 개발 요구가 증대하고 있으며, 상기한 바와 같은 복잡한 구조를 갖는 수지제품들은 주조성형으로는 제조가 거의 불가능하며, 머시닝센터(machining center)와 같은 기계가공에 의해 제조되고 있다. 상기한 바이오칩이나 윈도우를 유리로 제조하는 경우, 사용 중 쉽게 깨지는 문제점이 있으며, 유리는 가공도 어렵고, 치수 정밀도와 판형과 같은 특정의 형상 이외의 형상을 갖는 유리제품으로의 가공은 매우 어렵다는 단점이 있다.Recently, there is an increasing demand for the development of resin products having a complex structure, such as a window of a biochip or a loadlock chamber, a kind of semiconductor equipment, and a resin product having a complex structure as described above. They are almost impossible to manufacture by casting, and are manufactured by machining such as machining centers. When the biochip or window is made of glass, there is a problem that it is easily broken during use, and glass is difficult to process, and processing to a glass product having a shape other than a specific shape such as dimensional accuracy and plate shape is very difficult. have.
제조와 동시에 별다른 가공공정을 거치지 않고도 매끄러운 표면과 투명성을 갖는 주조성형 수지제품과는 달리, 기계가공에 의한 수지제품의 경우, 정밀하게 가공을 하여도 표면에 버(burr)나 미세한 조각(chip)들이 잔류하게 되며, 기계가공 동안에 가해지는 물리적인 마찰에 의해 수지제품의 표면에 미세한 흠들이 잔류하여 수지제품의 투명성을 저하시키는 문제점이 있었다. 상기한 버 또는 미세한 조각들은 날카로운 공구나 칼 등을 이용하여 제거할 수 있기는 하나, 여전히 번거로운 일이며, 생산성을 저하시키는 원인이 되고, 상기한 버 또는 미세한 조각들의 별도의 제거작업을 수행한 후에도 여전히 표면에 잔류하는 흠들로 인하여 수지제품의 투명성을 확보하기는 어렵다는 문제점은 잔류하게 된다.Unlike cast molded resin products that have a smooth surface and transparency without going through a separate processing process at the same time of manufacturing, in the case of resin processed products, burrs or fine chips are formed on the surface even if they are precisely processed. They remain, and fine scratches remain on the surface of the resin product due to the physical friction applied during machining, thereby degrading the transparency of the resin product. Although such burrs or fine pieces can be removed with a sharp tool or knife, they are still cumbersome and cause a decrease in productivity, even after the separate removal of burrs or fine pieces is performed. The problem that it is difficult to secure the transparency of the resin product due to the flaws remaining on the surface remains.
이러한 불투명한 수지제품은 바람직하지 않음에도 불구하고 달리 해결수단이 없어 불투명한 상태 그대로 사용하거나 종래의 표면연마를 통한 표면 폴리싱 작업을 수행하기도 하나, 종래의 표면연마를 통한 폴리싱 작업 역시 대부분 수작업으로 진행되고, 여전히 매끄럽고, 투명한 제품을 얻기에는 어려웠으며, 생산성의 저하 등의 문제점이 상존하고 있다.Although these opaque resin products are not preferable, there is no solution, so they can be used as they are opaque or surface polishing through conventional surface polishing, but conventional polishing through surface polishing is also performed manually. It is still difficult to obtain a smooth and transparent product, and there are problems such as a decrease in productivity.
본 발명은 수지를 주조하여 만든 주조성형 수지제품이 아닌 기계가공하여 만든 기계가공 수지제품의 표면을 투명하고, 매끄럽게 폴리싱하는 수지제품의 표면 폴리싱 방법 및 표면 폴리싱 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a surface polishing method and a surface polishing apparatus for a resin product for transparently and smoothly polishing a surface of a machined resin product made by machining rather than a casting resin product made by casting a resin.
본 발명에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 방법은, (1) 폴리싱의 대상이 되는 수지제품을 준비하는 제품준비단계; (2) 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품을 폴리싱증기에 노출시켜 수지제품의 표면을 부분 용해시켜 수지제품의 표면의 흠을 제거하는 폴리싱단계; 및 (3) 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 수지제품을 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어진다.The surface polishing method of the resin product according to the present invention comprises: (1) preparing a product for preparing a resin product to be polished; (2) a polishing step of exposing the resin product obtained in the product preparation step with polishing steam to partially dissolve the surface of the resin product to remove scratches on the surface of the resin product; And (3) a drying step of drying the resin product polished in the polishing step.
상기 수지제품이 폴리카보네이트로 만들어진 것인 경우에 상기 폴리싱증기는 메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합물(메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합비는 중량비로 클로로포름 1에 대하여 메틸렌클로라이드가 8 내지 12의 비율의 범위 이내임)의 증기가 될 수 있다.When the resin product is made of polycarbonate, the polishing steam is a mixture of methylene chloride and chloroform (mixing ratio of methylene chloride and chloroform is within a range of 8 to 12 methylene chloride to chloroform 1 by weight). It can be steam.
상기 제품준비단계와 상기 폴리싱단계 사이에서 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품의 표면을 전처리하는 전처리단계가 더 수행될 수 있다.A pretreatment step of pretreating the surface of the resin product obtained in the product preparation step may be further performed between the product preparation step and the polishing step.
상기 전처리단계는 거친 사포(#220)에서 고운 사포(#2200)의 순서로 3 내지 6종의 사포를 순차적으로 사용하여 사포질을 하고, 세척제로 세척하고, 물로 린스한 후, 건조시키는 것으로 수행될 수 있다.The pretreatment step is carried out by sanding using three to six kinds of sandpaper in order from fine sandpaper (# 220) to fine sandpaper (# 2200), washing with a washing agent, rinsing with water, and then drying. Can be.
상기 건조단계는 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 제품을 상온의 대기 중에 10 내지 20시간 방치하는 것으로 수행될 수 있다.The drying step may be performed by leaving the product polished in the polishing step in the air at room temperature for 10 to 20 hours.
또한, 본 발명에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 장치는 그 내부에서 폴리싱작업이 수행되는 폴리싱공간과, 공기인입구, 공기인출구 및 수지제품을 상기 폴리싱공간 내로 도입시키기 위한 제품투입구가 형성되는 하우징; 및 상기 폴리싱공간 내로 폴리싱증기를 공급하기 위한 증기발생기;를 포함하여 이루어진다.In addition, the surface polishing apparatus of the resin product according to the present invention includes a housing in which a polishing space in which a polishing operation is performed, and a product inlet for introducing an air inlet, an air outlet, and a resin product into the polishing space; And a steam generator for supplying polishing steam into the polishing space.
상기 하우징의 내부 저면 상에는 제1유체저류공간이 더 형성될 수 있다.A first fluid storage space may be further formed on the inner bottom surface of the housing.
상기 증기발생기에는 상기 폴리싱공간 쪽으로 돌출되는 증기안내구가 더 형성될 수 있다.The steam generator may further be formed with a steam guide protruding toward the polishing space.
상기 하우징 내에는 상기 제1유체저류공간 상부에 제2유체저류공간이 더 형성되며, 상기 제2유체저류공간으로부터 상기 제1유체저류공간 쪽으로 향하여 하방으로 지향되는 수직가이드가 더 포함될 수 있다.The housing may further include a second fluid storage space formed above the first fluid storage space, and further include a vertical guide directed downward from the second fluid storage space toward the first fluid storage space.
상기 수직가이드의 하단에는 상기 수직가이드의 하단 일부를 둥글게 절곡시켜 형성된 유체튐방지가이드가 더 형성될 수 있다.The lower end of the vertical guide may be further formed a fluid shock prevention guide formed by bending a portion of the lower end of the vertical guide roundly.
상기 하우징의 공기인입구에는 공기인입구를 통하여 인입되는 공기의 흐름을 상기 폴리싱공간으로 지향시키기 위한 공기안내판이 더 형성될 수 있다.An air guide plate may be further formed at the air inlet of the housing to direct the flow of air introduced through the air inlet to the polishing space.
따라서 본 발명에 의하면 수지를 주조하여 만든 주조성형 수지제품이 아닌 기계가공하여 만든 기계가공 수지제품의 표면을 투명하고, 매끄럽게 폴리싱하는 수지제품의 표면 폴리싱 방법 및 표면 폴리싱 장치를 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, there is an effect of providing a surface polishing method and a surface polishing apparatus for a resin product for transparently and smoothly polishing a surface of a machined resin product made by machining rather than a cast resin product made by casting a resin.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 방법은, (1) 폴리싱의 대상이 되는 수지제품을 준비하는 제품준비단계; (2) 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품을 폴리싱증기에 노출시켜 수지제품의 표면을 부분 용해시켜 수지제품의 표면의 흠을 제거하는 폴리싱단계; 및 (3) 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 수지제품을 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The surface polishing method of the resin product according to the present invention comprises: (1) preparing a product for preparing a resin product to be polished; (2) a polishing step of exposing the resin product obtained in the product preparation step with polishing steam to partially dissolve the surface of the resin product to remove scratches on the surface of the resin product; And (3) a drying step of drying the resin product polished in the polishing step.
즉, 본 발명은 수지제품을 폴리싱증기에 노출시켜 폴리싱증기에 의해 기계가공 동안에 물리적인 마찰에 의해 수지제품의 표면에 형성된 흠들을 포함하여 수지제품의 표면에 존재하는 버 및/또는 미세한 조각들을 용해시켜 제거함으로써 수지제품의 표면을 매끄럽게 하고 투명도를 향상시키는 점에 특징이 있는 것이다.That is, the present invention dissolves burrs and / or fine pieces present on the surface of the resin product, including defects formed on the surface of the resin product by physical friction during machining by exposing the resin product to polishing steam. It is characterized in that the surface of the resin product is smoothed and the transparency is improved by removing it.
상기 (1)의 제품준비단계는 폴리싱의 대상이 되는 수지제품을 준비하는 단계로서, 주로 폴리카보네이트와 같은 수지를 주조성형이 아닌 기계적인 가공, 주로 머시닝센터 등과 같은 공지의 가공기계를 사용하여 3차원의 형상을 갖는 수지제품으로 가공하는 것으로 이루어지며, 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 그러나, 이러한 제품준비단계에서 수득되는 수지제품의 경우, 주조성형과는 달리 물리적인 마찰에 의해 수지의 일부를 절단 혹은 연마하여 제거하기 때문에 종국적으로 수득되는 수지제품의 표면에는 많은 미세한 흠들이 잔류하게 되고, 결과적으로 불투명한 제품을 수득할 수밖에 없게 된다. 더욱이, 상기한 제품준비단계에서 수득되는 수지제품은 버(burr)나 미세한 조각들이 여전히 제품의 표면에 잔류할 수 있다. 본 발명에서는 상기한 바와 같은 제품준비단계에서 기계가공에 의해 수득되 는 수지제품의 표면을 후속하는 폴리싱단계에서 폴리싱증기에 노출시키는 것에 의해 폴리싱시켜 투명한 제품을 수득하게 하는 것을 가능하게 한다.The product preparation step of (1) is a step of preparing a resin product that is subject to polishing, and mainly by using a known processing machine, such as mechanical processing, mainly machining centers, such as polycarbonate resin, rather than casting molding 3 It consists of processing into a resin product having a dimensional shape, which can be easily understood by those skilled in the art. However, in the case of the resin product obtained in this product preparation step, unlike casting molding, since a part of the resin is removed by cutting or polishing by physical friction, many fine flaws remain on the surface of the finally obtained resin product. As a result, an opaque product can only be obtained. Moreover, in the resin product obtained in the above product preparation step, burrs or fine pieces may still remain on the surface of the product. The present invention makes it possible to obtain a transparent product by polishing the surface of the resin product obtained by machining in the product preparation step as described above by exposing polishing vapor in the subsequent polishing step.
상기 (2)의 폴리싱단계는 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품을 폴리싱증기에 노출시켜 수지제품의 표면을 부분 용해시켜 수지제품의 표면의 흠을 제거하는 것으로 이루어진다. 상기에서 폴리싱증기는 수지제품을 구성하는 수지의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 주로 수지를 용해시킬 수 있는 용매를 증기화시킨 것이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 수지제품이 폴리카보네이트로 만들어진 것인 경우에 상기 폴리싱증기는 메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합물(메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합비는 중량비로 클로로포름 1에 대하여 메틸렌클로라이드가 8 내지 12의 비율의 범위 이내임)의 증기가 될 수 있다. The polishing step (2) comprises exposing the resin product obtained in the product preparation step with polishing steam to partially dissolve the surface of the resin product to remove the flaw of the surface of the resin product. Polishing steam in the above may vary depending on the type of resin constituting the resin product, it may be mainly a vaporized solvent that can dissolve the resin. For example, in the case where the resin product is made of polycarbonate, the polishing vapor is a mixture of methylene chloride and chloroform (mixture ratio of methylene chloride and chloroform is in a weight ratio of methylene chloride to chloroform 1 in the range of 8 to 12 May be steam).
상기 폴리카보네이트는 DVD의 몰딩 주재료로 사용되는 물질이다. 폴리카보네이트는 합성수지의 일종으로 열가소성수지 중 엔지니어링 플라스틱에 속하며, 미합중국 소재 제네럴 일렉트릭에서 개발한 소재로서, 대표적 플라스틱인 비스폐놀 A 수지를 주원료로 한 제품이다. 폴리카보네이트는 기계적 강도가 강하고, 인장강도, 휨강도 뿐만 아니라 충격강도도 매우 큰 값을 나타내며, 높은 내열성, 광투과율 등 뛰어난 특성을 가지며, 유리의 대체용으로 건축자재로 많이 사용되고 있다. 폴리카보네이트의 내충격성은 판유리의 250배, 강화유리의 150배, 아크릴의 56배 정도로 강도가 강하며, 혹 파손된 경우라도 유리처럼 파편이 날아 산산이 흩어져 깨지지 않아 안전을 요구하는 곳에 사용하기에 적절하다. 폴리카보네이트의 인장강도는 약 705㎏/㎠, 신율은 약 125%, 굴곡강도는 약 1,100㎏/㎠, 압축강도는 약 870㎏/㎠, 충격강도는 약 90㎏ㆍ㎝/㎝이다. 폴리카보네이트는 무게가 판유리의 절반 정도로 가볍고, 유연하며, 비중이 약 1.2이고, 판유리와 대등한 광투과율(95%)을 보이며, 아름다운 표면 광택을 지니고 있다. 폴리카보네이트의 열적 성질은 열관류율이 낮아 열효율이 우수하며, 내열성(영상 135'C)이 높고, 내한성(영하 132 내지 143℃로 역시 뛰어나 온도변화에 영향을 받지 않습니다.The polycarbonate is a material used as a molding main material of a DVD. Polycarbonate is a kind of synthetic resin, which belongs to engineering plastics among thermoplastic resins, and was developed by General Electric of the United States of America, and its main raw material is bisphenolol A resin. Polycarbonate has high mechanical strength, tensile strength and bending strength as well as impact strength, and has excellent characteristics such as high heat resistance and light transmittance, and is widely used as a building material as a substitute for glass. The impact resistance of polycarbonate is as strong as 250 times of plate glass, 150 times of tempered glass, and 56 times of acrylic, and it is suitable for use where safety is required because fragments do not scatter and break like glass even if broken. . The tensile strength of polycarbonate is about 705 kg / cm 2, the elongation is about 125%, the flexural strength is about 1,100 kg / cm 2, the compressive strength is about 870 kg / cm 2, and the impact strength is about 90 kg · cm / cm. Polycarbonate is about half the weight of flat glass, is flexible, has a specific gravity of about 1.2, has a light transmittance (95%) comparable to flat glass, and has a beautiful surface gloss. The thermal properties of polycarbonate are excellent in thermal efficiency due to low thermal permeability, high heat resistance (image 135'C), and excellent cold resistance (zero to 132 to 143 ℃) and are not affected by temperature changes.
상기 폴리카보네이트는 지방족 탄화수소 및 알콜에는 용해하지 않고, 방향족 탄화수소, 에스테르, 케톤류에는 팽윤 내지 용해되고, 염소화탄화수소, 예를 들어, 염화메틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠에는 잘 녹고, 파라디옥산에도 용해되며 강알칼리에 침식되며, 약산에는 견디는 특성이 있다. 따라서 폴리카보네이트로 이루어지는 수지제품의 폴리싱증기는 염소화탄화수소로 이루어진 것이 될 수 있으며, 특히 본 발명자들의 반복된 실험을 통하여 확인한 결과, 상기 폴리싱증기는 메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합물(메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합비는 중량비로 클로로포름 1에 대하여 메틸렌클로라이드가 8 내지 12의 비율의 범위 이내임)의 증기가 가장 바람직하게 사용될 수 있다. 상기에서 클로로포름 1중량부에 대하여 메틸렌클로라이드가 8중량부 미만으로 되는 경우, 폴리싱 효율이 증가하여 폴리싱 시간이 감소하기는 하나, 수지제품의 표면에 대한 용해도가 너무 높아지며, 그에 따라 표면이 많이 용해되어 수지제품의 표면이 균일하게 폴리싱되지 않아 어른거리는 현상이 발생하며, 그에 따라 조도의 변화 등이 발생하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 12중량부를 초과하는 경우, 표면처리에 소요되는 시간이 증가하게 되고, 그에 따라 생산성의 저하는 물론 폴리싱 작업 역시 균일하지 않게 되 고, 표면이 불투명하게 되는 문제점이 있을 수 있다.The polycarbonate does not dissolve in aliphatic hydrocarbons and alcohols, but swells and dissolves in aromatic hydrocarbons, esters, and ketones, is well soluble in chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, and chlorobenzene, and also dissolves in paradioxane and strong alkalis. Erosion, weak acid has the characteristics to withstand. Therefore, the polishing steam of the resin product made of polycarbonate may be made of chlorinated hydrocarbons. In particular, as a result of repeated experiments of the present inventors, the polishing steam is a mixture of methylene chloride and chloroform (mixing ratio of methylene chloride and chloroform is Most preferably, steam of methylene chloride in a weight ratio of methylene chloride in the range of 8 to 12 relative to chloroform 1 may be used. When methylene chloride is less than 8 parts by weight with respect to 1 part by weight of chloroform, the polishing efficiency is increased and the polishing time is decreased, but the solubility of the surface of the resin product becomes too high, and thus the surface is much dissolved. If the surface of the resin product is not polished uniformly, an adult phenomenon occurs, and thus, there may be a problem that a change in roughness occurs, and conversely, if it exceeds 12 parts by weight, the time required for surface treatment increases. Therefore, there may be a problem in that the productivity of the polishing operation is also not uniform, and the surface becomes opaque.
상기 제품준비단계와 상기 폴리싱단계 사이에서 상기 제품준비단계에서 수득되는 수지제품의 표면을 전처리하는 전처리단계가 더 수행될 수 있다. 상기 전처리단계는 폴리싱의 수행 이전에 수지제품의 표면을 미리 전처리하여 수지제품의 표면 상에 잔류할 수 있는 불순물의 제거나 또는 수지제품의 표면에 형성되는 큰 흠이나 기타 버 또는 조각들을 기계적으로 먼저 제거하는 것으로 이해될 수 있는 것이다.A pretreatment step of pretreating the surface of the resin product obtained in the product preparation step may be further performed between the product preparation step and the polishing step. The pretreatment step is to pretreat the surface of the resin product before polishing to remove impurities that may remain on the surface of the resin product or to mechanically remove large scratches or other burrs or pieces formed on the surface of the resin product. It can be understood as removing.
상기 전처리단계는 바람직하게는 거친 사포(#220)에서 고운 사포(#2200)의 순서로 3 내지 6종의 사포를 순차적으로 사용하여 사포질을 하고, 세척제로 세척하고, 물로 린스한 후, 건조시키는 것으로 수행될 수 있다. 상기한 바와 같은 사포를 이용한 전처리는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것으로서, 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 제공되는 사포를 이용하여 사포질을 하는 것으로 수행될 수 있다. 이때의 사포질은 거친 사포에서 고운 사포의 순서로 순차적으로 사용하여 일정한 방향으로 일정하게 사포질을 하는 것으로 수행될 수 있다. 이때, 사포는 바람직하게는 5종의 사포들을 사용하여, 더욱 바람직하게는 #220, #400, #800, #1,000 및 #1,200의 5종의 사포들을 사용하여 사포질을 수행할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 사포들을 사용하는 사포질은 통상적인 사포질과 마찬가지로 물에 담갔던 사포를 이용하여 사포질을 수행할 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.The pretreatment step is preferably sanded by using three to six kinds of sandpaper in order from coarse sandpaper (# 220) to fine sandpaper (# 2200), washed with a washing agent, rinsed with water, and dried. May be performed. Pretreatment using sandpaper as described above can be easily understood by those skilled in the art, and may be performed by sanding using sandpaper commercially provided by leading domestic and foreign manufacturers. The sandpaper at this time may be performed by using sanding in a constant direction in a constant direction by using sequentially in the order of fine sandpaper from rough sandpaper. At this time, the sandpaper is preferably sandpaper using five kinds of sandpaper, more preferably # 220, # 400, # 800, # 1,000 and # 1,200 can be carried out sanding using five sandpaper, but the present invention This is not limited to this. It is to be understood that the sandpaper using the sandpapers can be sanded using sandpaper soaked in water as in the conventional sandpapers.
상기 (3)의 건조단계는 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 수지제품을 건조시키 는 것으로 이루어진다. 상기 건조단계는 폴리싱이 완료된 또는 폴리싱이 완료되고 그리고 세척 및 린스 후의 수지제품의 표면에 잔류할 수 있는 물이나 기타 용제 등을 제거하는 것으로 이해될 수 있다.The drying step of (3) consists of drying the resin product polished in the polishing step. The drying step may be understood to remove water or other solvents that may remain on the surface of the resin product after polishing or polishing is completed and after washing and rinsing.
상기 건조단계는 상기 폴리싱단계에서 폴리싱된 제품을 상온의 대기 중에 10 내지 20시간 방치하는 것으로 수행될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 수지제품의 표면이 건조되도록 하는 것이면 충분한 것이다. 상기 건조시간이 10시간 미만이 되는 경우, 충분한 건조가 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 20시간을 초과하는 경우, 건조에 너무 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The drying step may be performed by leaving the product polished in the polishing step in an air at room temperature for 10 to 20 hours, but the present invention is not limited thereto, and it is sufficient that the surface of the resin product is dried. If the drying time is less than 10 hours, there may be a problem that the sufficient drying is not made, if more than 20 hours, there may be a problem that takes too much time to dry and the productivity is lowered.
또한, 본 발명에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 장치는 그 내부에서 폴리싱작업이 수행되는 폴리싱공간(16)과, 공기인입구(13), 공기인출구(15) 및 수지제품을 상기 폴리싱공간(16) 내로 도입시키기 위한 제품투입구(12)가 형성되는 하우징(11); 및 상기 폴리싱공간(16) 내로 폴리싱증기를 공급하기 위한 증기발생기(21);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the surface polishing apparatus of the resin product according to the present invention, the polishing
상기 하우징(11)은 그 안에서 폴리싱 작업이 수행되는 폴리싱공간(16)을 형성하는 내부공간을 갖는 것으로서, 속이 빈 형상이 될 수 있다. 상기 폴리싱공간(16)은 상기 증기발생기(21)에 의해 발생되는 폴리싱증기가 상기 하우징(11) 내 다른 공간 보다 더 높은 농도로 분포하는 공간으로서, 이 공간 내로 폴리싱의 대상이 되는 수지제품이 노출되는 경우에 수지제품의 표면을 부분적으로 용해시킴과 동시에 공기흐름에 의해 이동되어 소위 "씻겨나가는" 효과를 부여하도록 함으로써 수 지제품의 표면을 매끄럽게 하고 투명도를 높이도록 한다.The
상기 하우징(11)에는 상기한 공기흐름의 형성을 위한 공기인입구(13)와 공기인출구(15)가 형성되며, 상기 공기인입구(13)를 통하여 상기 하우징(11)의 외부로부터 공기가 인입될 수 있고, 상기 공기인출구(15)를 통하여 상기 하우징(11)의 외부로 공기가 인출될 수 있다. 공기흐름의 발생을 위해서는 상기 공기인입구(13) 측 또는 공기인출구(15) 측 또는 둘 다에 송풍기가 연결될 수 있다. 상기 송풍기는 통상 전기모터에 의해 회전되어 공기흐름을 발생시키는 통상의 송풍기가 될 수 있으며, 이러한 송풍기는 국내외 유수의 제조업자들로부터 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다. 상기 공기인입구(13) 및/또는 공기인출구(15)에는 통상의 필터가 포함될 수 있다. 상기 공기인입구(13) 측에 취부되는 필터는 상기 하우징(11) 내로 인입되는 공기 중에 포함될 수 있는 오염물들을 제거하는 기능을 할 수 있으며, 상기 공기인입구(13) 측에 취부되는 필터는 반도체 설비에서 사용되는 상용화된 헤파필터(HEPA filter ; High Efficiency Particulate Air filter) 또는 울파필터(ULPA filter ; Ultra Low Penetration Air filter) 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 필터에 의한 공기여과는 공지된 바와 같이 프리필터(Pre-Filter), 미디엄필터(Medium Filter), 헤파필터 및 울파필터의 조합이 될 수 있으며, 상기한 필터들 및 필터들의 조합은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.The
상기 하우징(11) 내에 형성되는 상기 폴리싱공간(16)은 상기 하우징(11) 내에 취부되는 증기발생기(21)로부터 공급되는 폴리싱증기의 농도가 다른 곳보다 높 게 존재하는 공간으로서 이 공간 내에 폴리싱하고자 하는 수지제품을 투입하여 폴리싱작업을 수행하게 된다.The polishing
상기 하우징(11)에는 또한 제품투입구(12)가 형성되며, 이 제품투입구(12)를 통하여 폴리싱하고자 하는 수지제품을 상기 폴리싱공간(16) 내로 투입되도록 하는 것을 가능하게 한다. 상기 하우징(11)의 외부에서 상기 폴리싱공간(16) 내로의 상기 수지제품의 투입은 수작업으로도 가능하며, 달리 자동화된 컨베이어벨트나 자동이송시스템 또는 조작가능한 로봇팔 등에 의해서도 가능함은 당연히 이해될 수 있는 것이며, 본 발명이 상기한 것들로 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다. 상기한 자동화된 컨베이어벨트나 자동이송시스템 또는 조작가능한 로봇팔 등은 모두 공지된 것으로 이해될 수 있으며, 필요에 따라 선택하여 상용적으로 구입하여 사용할 수 있는 것이다.The
상기 증기발생기(21)는 상기 폴리싱공간(16) 내로 폴리싱증기를 공급하는 기능을 수행한다. 상기 증기발생기(21)는 발생시키고자 하는 폴리싱증기의 조성에 따라 조성되는 폴리싱액체를 수용하며, 통상 가열기(22) 등에 의해 상기 폴리싱액체를 가열, 증발시켜 폴리싱증기를 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리싱증기가 폴리카보네이트를 폴리싱하기 위한 것인 경우, 상기 폴리싱액체는 메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합물(메틸렌클로라이드와 클로로포름의 혼합비는 중량비로 클로로포름 1에 대하여 메틸렌클로라이드가 8 내지 12의 비율의 범위 이내임)이 될 수 있다.The
상기 하우징(11)의 내부 저면 상에는 제1유체저류공간(31)이 더 형성될 수 있다. 상기 제1유체저류공간(31)에는 물, 용제 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 물이 저류될 수 있으며, 상기 용제는 그를 통하여 통과하는 기체로부터 오염물들을 제거시킬 수 있는 액체는 어느 것이나 사용이 가능하다. 예를 들면, 상기 용제는 상기 폴리싱증기 또는 상기 폴리싱증기 중에 포함될 수 있는 폴리카보네이트 또는 공기 중에 포함될 수 있는 오염물들을 용해시키거나 또는 포집에 의해 제거할 수 있는 것은 어느 것이나 사용이 가능하며, 이는 폴리싱의 대상이 되는 수지제품의 종류 및 상기 공기인입구(13)에 설치될 수 있는 필터의 종류 등에 따라 그리고 일반 대기 중으로 방출되는 것이 바람직하지 않은 성분들을 제거하기 위한 것으로 이해될 수 있는 것이다. 이는 통상의 워터필터(water filter)의 기능을 수행한다. 상기 제1유체저류공간(31) 내의 물 또는 용제 또는 이들의 혼합물들은 일정기간 체류되면서 주기적으로 교환되거나 연속적인 흐름상태를 유지할 수 있다. 상기 주기적인 교환은 시간의 경과에 따라 일정 시간 간격으로 수행되거나 또는 적절한 측정수단을 통하여 상기 제1유체저류공간(31) 내의 물 또는 용제 또는 이들의 혼합물의 오염의 정도에 따라 간헐적으로 수행될 수 있다. 또한 상기 연속적인 흐름상태의 유지는 저속으로의 연속적인 흐름에 의해 달성될 수 있으며, 상기한 주기적인 교환 또는 연속적인 흐름상태의 유지는 상기 제1유체저류공간(31)에 연결되는 제1유체인입관(32)에 설치된 밸브 및 제1유체인출관(33)에 설치된 밸브의 단속에 의해 제어될 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.The first
상기 증기발생기(21)에는 상기 폴리싱공간(16) 쪽으로 돌출되는 증기안내구(23)가 더 형성될 수 있다. 상기 증기안내구(23)는 상기 증기발생기(21) 내부로 부터 발생되어 방출되는 폴리싱증기를 상기 폴리싱공간(16) 쪽으로 유도하며, 동시에 상기 폴리싱공간(16) 내에 더 높은 폴리싱증기의 농도가 유지되도록 기능한다. 더욱이, 상기 증기안내구(23)는 폴리싱될 수지제품이 상기 폴리싱공간(16) 내로 출입하는 것을 더욱 용이하게 하는 것을 가능하게 하도록 기능한다. 상기 증기안내구(23)는 바람직하게는 20 내지 30㎜ 정도의 길이로 상기 증기발생기(21)로부터 연장되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 폴리싱될 수지제품의 크기나 형상 등에 따라 적절히 달라질 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.The
상기 제1유체저류공간(31) 내에 수용되는 유체 즉, 물 또는 용제 또는 이들의 혼합물에 의해 상기 증기발생기(21)가 영향을 받지 않도록 상기 증기발생기(21)는 받침대(24)에 의해 상기 제1유체저류공간(31)의 상부에 상기 제1유체저류공간(31)과 이격되도록 하여 설치될 수 있다.The
상기 하우징(11) 내에는 상기 제1유체저류공간(31) 상부에 제2유체저류공간(34)이 더 형성되며, 상기 제2유체저류공간(34)으로부터 상기 제1유체저류공간(31) 쪽으로 향하여 하방으로 지향되는 수직가이드(17)가 더 포함될 수 있다. 상기 제2유체저류공간(34)에는 바람직하게는 상기 제1유체저류공간(31)에 수용되는 유체 즉, 물 또는 용제 또는 이들의 혼합물과 동일 또는 유사한 것이 공급될 수 있으며, 바람직하게는 동일한 것이 될 수 있다. 상기 제2유체저류공간(34)으로 공급되는 유체는 바람직하게는 상기 제2유체저류공간(34)으로부터 오버플로우(overflow)되어 상기 수직가이드(17)를 따라 하방의 상기 제1유체저류공간(31) 쪽으로 유체가 연속적으로 흐르도록 할 수 있다. 이는 특히 상기 수직가이드(17)에 인접한 위치에 형성되는 상기 폴리싱공간(16)으로부터 발생되는 오염물들의 포집을 더욱 용이하게 할 수 있다. 즉, 상기 제2유체저류공간(34)에서 오버플로우되어 상기 수직가이드(17)를 따라 상기 제1유체저류공간(31)으로 흐르는 유체는 그 자체가 역시 상기한 바와 같은 제1유체저류공간(34)과 같은 통상의 워터필터(water filter)의 기능을 수행한다. 상기 제2유체저류공간(34)의 오버플로우는 상기 제2유체저류공간(34)에 연결되는 제2유체인입관(35)에 설치된 밸브 및 제2유체인출관(36)에 설치된 밸브의 단속에 의해 제어될 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.In the
상기 수직가이드(17)의 하단에는 상기 수직가이드(17)의 하단 일부를 둥글게 절곡시켜 형성된 유체튐방지가이드(18)가 더 형성될 수 있다. 이러한 유체튐방지가이드(18)는 상기 제2유체저류공간(34)으로부터 오버플로우되어 상기 수직가이드(17)를 따라 하향으로 흐르는 유체가 상기 제1유체저류공간(31)으로 낙하함에 따라 튀어오르는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 튐방지는 상기 폴리싱공간(16)이 상기 유체에 의해 영향을 받는 것을 최소화하도록 하는 기능을 한다. 상기 유체튐방지가이드(18)는 바람직하게는 상기 제1유체저류공간(31) 내의 유체의 수면으로부터 5 내지 10㎜의 높이로 이격되는 것이 바람직하다. 이 높이의 간격은 상기 제1유체저류공간(31) 내의 유체의 흐름은 물론 상기 공기인입구(13)를 통하여 유입된 공기흐름이 상기 공기인출구(15)를 통하여 상기 하우징(11) 외부로 용이하게 흐르도록 하는 것을 가능하게 하며, 동시에 상기 공기흐름이 상기 제1유체저류공간(31) 내의 유체와의 접촉을 강제하여 상기 유체에 의한 워터필터로서의 기능을 충족시키도록 기능한다.The lower end of the
상기 하우징(11)의 공기인입구(13)에는 공기인입구(13)를 통하여 인입되는 공기의 흐름을 상기 폴리싱공간(16)으로 지향시키기 위한 공기안내판(14)이 더 형성될 수 있다. 상기 공기안내판(14)은 상기 폴리싱공간(16) 쪽으로의 공기흐름이 일정하게 지향되도록 함으로써 상기 폴리싱공간(16)을 통과하는 공기흐름이 상기 폴리싱공간(16) 내에서 또는 그 전, 후에서 교란되지 않도록 함으로써 폴리싱이 균일하게 수행되도록 하는 기능을 한다.An
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.
실시예Example 1 One
3차원의 복잡한 형상을 가지며, 투명성이 요구되는 수지제품으로서 상용화된 바이오칩의 제조에 사용되는 기판을 폴리카보네이트 수지로 된 판상의 괴를 상용화된 머시닝센터에 의해 기계가공하여 폴리싱의 대상이 되는 수지제품을 준비하였다.A resin product that has a complex shape in three dimensions and is a resin product that requires transparency, by processing a substrate used in the manufacture of a commercially available biochip, using a machining center where a plate-shaped ingot made of polycarbonate resin is commercially processed. Was prepared.
한편, 도 1에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 표면 폴리싱 장치를 이용하여, 상기 수지제품의 폴리싱을 수행하되, 수행조건으로는 폴리싱액체로 클로로포름 1중량부에 대하여 메틸렌클로라이드 10중량부를 혼합한 것을 사용하고, 폴리싱증기의 형성을 위하여 상기 폴리싱액체를 40.2℃의 온도로 가열, 증기화시켜 수득되는 폴리싱증기를 상기 장치의 폴리싱공간 내로 공급되도록 하였다. 한편, 상기 장치의 공기인입구를 통하여 공기인출구를 통해 흐르는 공기흐름은 분당 36루베급 유량발 생장치를 설치하여 공기흐름을 조절하였으며, 상기 장치의 제1유체저류공간과 제2유체저류공간에는 물을 공급하고, 제1유체저류공간은 정체된 상태로, 그리고 상기 제2유체저류공간은 그 벽을 따라 오버플로우된 물이 흐를 수 있을 정도로 물을 공급하면서 폴리싱공정을 수행하였다. 폴리싱은 상기 폴리싱공간 내에 상기 수지제품이 2 내지 3초간 머물게 하였다가 인출하였다. 폴리싱되기 이전의 수지제품을 도 2에 사진으로 나타내었고, 실시예 1에 따라 폴리싱된 수지제품을 도 3에 사진으로 나타내었다.On the other hand, using the surface polishing apparatus having a configuration as shown in Figure 1, performing the polishing of the resin product, as the performance conditions used to mix 10 parts by weight of methylene chloride with respect to 1 part by weight of chloroform as a polishing liquid In order to form the polishing steam, the polishing liquid obtained by heating and vaporizing the polishing liquid at a temperature of 40.2 ° C. was fed into the polishing space of the apparatus. On the other hand, the air flow flowing through the air inlet through the air inlet of the device to control the air flow by installing a flow rate generator 36-l per minute, water in the first fluid reservoir space and the second fluid reservoir space of the device The polishing process was performed while the first fluid storage space was stagnant and the second fluid storage space was supplied with water such that the overflowed water flowed along the wall thereof. Polishing was allowed to stay in the polishing space for 2 to 3 seconds and then withdrawn. The resin product before polishing is shown in the photograph in FIG. 2, and the resin product polished according to Example 1 is shown in the photograph in FIG. 3.
비교예Comparative example 1 One
폴리싱액체로 클로로포름 1중량부에 대하여 메틸렌클로라이드 7중량부를 혼합한 것을 사용하여 폴리싱증기를 형성시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 폴리싱된 수지제품을 도 4 및 도 5에 사진으로 나타내었다.Except for forming the polishing steam using a mixture of 7 parts by weight of methylene chloride to 1 part by weight of chloroform as a polishing liquid was carried out in the same manner as in Example 1, the polished resin product is shown in Figures 4 and 5 As shown.
비교예Comparative example 2 2
폴리싱액체로 클로로포름 1중량부에 대하여 메틸렌클로라이드 13중량부를 혼합한 것을 사용하여 폴리싱증기를 형성시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 폴리싱된 수지제품을 도 6 및 도 7에 사진으로 나타내었다.Except for forming the polishing steam using a mixture of 13 parts by weight of methylene chloride to 1 part by weight of chloroform as a polishing liquid was carried out in the same manner as in Example 1, the polished resin product is shown in Figures 6 and 7 As shown.
상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따라 수지제품을 폴리싱하는 경우, 수지제품의 투명도를 현격히 개선할 수 있음이 확인되었으며, 특히 폴리카보네이트와 같이 유리를 대체하면서도 잘 깨지지 않고, 그러면서도 복잡한 형상을 갖는 수지제품의 제조를 가능하게 함을 확인할 수 있었다. 반면, 본 발명에 따른 폴리싱액체에서의 클로로포름과 메틸렌클로라이드의 혼합비를 벗어나는 경우, 즉, 메틸 렌클로라이드의 함량이 부족하고, 오히려 클로로포름의 함량이 증가하는 경우, 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 폴리싱이 어느 정도 잘 이루어지기는 하나, 수지제품에 대한 용해성이 너무 높아 과다한 용해로 인하여 표면의 일부, 특히 구멍 등과 같이 가공된 부위에서의 용해가 심해 어른거리거나 또는 구멍의 일부가 변형되는 등의 문제가 있음을 확인할 수 있었으며, 메틸렌클로라이드의 함량이 증가하고, 오히려 클로로포름의 함량이 너무 적어지는 경우, 도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 폴리싱이 잘 이루어지지 않고, 수지제품의 일부에 마치 안개처럼 뿌옇게 되는 등의 문제가 있음을 확인할 수 있었다.As a result of the synthesis of the above embodiments, it was confirmed that when polishing the resin product according to the present invention, the transparency of the resin product can be significantly improved. It was confirmed that the production of a resin product having On the other hand, when out of the mixing ratio of chloroform and methylene chloride in the polishing liquid according to the present invention, that is, the content of methylene chloride is insufficient, rather the content of chloroform increases, as shown in Figure 4 and 5, Although the polishing is performed well to some extent, the solubility in the resin product is so high that excessive dissolution causes severe dissolution at a part of the surface, especially a processed part such as a hole, causing adulteration or deformation of a part of the hole. It was confirmed that there is, the content of methylene chloride is increased, rather if the content of chloroform is too small, as shown in Figure 6 and 7, the polishing is not made well, like a mist on a part of the resin product It was confirmed that there was a problem such as clouding.
본 발명은 수지제품 특히 폴리카보네이트와 같은 수지를 기계가공하여 형성된 수지제품의 표면을 매끄럽게 하고 투명하게 하여 폴리카보네이트와 같은 수지제품을 제조하는 산업에 이용될 수 있다.The present invention can be used in the industry of producing resin products such as polycarbonate by smoothing and making the surface of resin products formed by machining resin such as resin such as polycarbonate smooth.
도 1은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예에 따른 수지제품의 표면 폴리싱 장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a surface polishing apparatus of a resin product according to one specific embodiment of the present invention.
도 2는 폴리싱되기 이전의 기계가공에 의해 성형한 수지제품을 촬영한 사진이다.2 is a photograph of a resin product molded by machining before polishing.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 폴리싱된 수지제품을 촬영한 사진이다.3 is a photograph of a resin product polished according to Example 1 of the present invention.
도 4 및 도 5들은 본 발명의 대조군으로서의 비교예 1에 따라 폴리싱된 수지제품을 촬영한 사진이다.4 and 5 are photographs taken of the resin product polished according to Comparative Example 1 as a control of the present invention.
도 6 및 도 7들은 본 발명의 대조군으로서의 비교예 2에 따라 폴리싱된 수지제품을 촬영한 사진이다.6 and 7 are photographs taken of a resin product polished according to Comparative Example 2 as a control of the present invention.
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