KR101594647B1 - 연마구 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마구 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 쿼츠 스톤(Quartz Stone), 인조 대리석 등의 표면을 연마할 때 사용되는 연마구를 제조하는 데 있어서, 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 조성하되, 상기 연마재, 필러를 결합하는 결합제는 페놀-멜라민 공중합체로 형성되도록 하여, 상기 연마재의 노출이 원활하게 이루어지도록 하면서, 연삭면에서의 온도 증가를 억제하여 종래에 비해 연삭성과 가공효율을 크게 향상시킨 것을 특징으로 하는 연마구 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 연마구는, 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 이루어지되, 상기 결합제는 페놀-멜라민 공중합체가 이용된 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 의한 연마구 제조방법은, 연마재 및 필러를 일정 비율로 배합하여 준비하는, 연마재 배합단계(S-1); 상기 연마재 배합단계 후, 결합제를 추가로 투입하여 배합하는, 결합제 추가배합단계(S-2); 상기 결합제 추가배합단계 후, 상기 배합물을 건조로에서 건조시켜 수분을 제거하는, 건조단계(S-3); 상기 건조단계 후, 연마재, 필러, 결합제를 포함하여 이루어진 배합물을 금형 내부에 충진시키는, 배합물의 금형 충진단계(S-4); 상기 배합물의 금형 충진단계 후, 수분이 제거된 배합물을 고온 및 고압으로 압착하여 성형하는, 압착 및 성형단계(S-5); 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

연마구 조성물 및 그 제조방법{A composition of the polishing tool and its manufacturing method}

본 발명은 연마구 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 쿼츠 스톤(Quartz Stone), 대리석 등의 표면을 연마할 때 사용되는 연마구를 제조하는 데 있어서, 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 조성하되, 상기 연마재, 필러를 결합하는 결합제는 페놀-멜라민 공중합체로 형성되도록 하여, 상기 연마재의 노출이 원활하게 이루어지도록 하면서, 연삭면에서의 온도 증가를 억제하여 종래에 비해 연삭성과 가공효율을 크게 향상시킨 것을 특징으로 하는 연마구 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인조 대리석, 쿼츠 스톤(Quartz Stone), 엔지니어드 스톤 등의 표면을 연마하는 데에 사용되는 연마구는, 일반적으로 연마재와 필러(충진재)를 배합하고, 이에 결합제 등을 더한 다음, 그 배합물을 소결하는 방식으로 제조하는데, 여기서, 상기 연마재로는 다이아몬드, 탄화규소, 알루미나, 탄산칼슘 등이 사용되고, 결합제로는 금속류, 비트리화이드, 페놀수지, 멜라민수지 등이 사용된다.

상기와 같이 제조되어지는 연마구의 성능은, 상기 연마구의 구성물에 의해 좌우되는 것임은 말할 것도 없으며, 특히 연마재 및 필러를 결합시키는 결합제의 특성에 의해 좌우되는 측면이 매우 크다.

상기 결합제 중에서 수지(resin)를 결합제를 사용하는 연마구는 금속을 결합제로 사용하는 금속 연마구와 비교할 때, 그 소결온도가 비교적 낮아 연마재의 손상이 적고, 연마작업 중에 발생하는 미세 칩에 의하여 수지가 마모되면서 연마재의 노출을 유도하여 연마가 잘 이루어진다.

이와 같이 수지를 결합제로 이용하는 연마구는, 금속을 결합제로 사용하는 연마구와 대비해볼 때, 연삭성은 높지만, 한편으로는, 마모로 인한 수명이 짧다는 문제점이 있다.

한편, 수지를 결합제로 이용한 연마구와 피삭재의 접촉면이 증가하는, 즉, 연마구와 피삭재가 선접촉을 하도록 하여 연마가공을 하는 경우, 연마구 표면에 존재하여 연마가공에 참여하는 연마재 입자 각각이 받는 부하는, 피삭재의 표면에 접촉되는 연마재 입자수가 증가할수록 줄어들게 되고, 이에 따라 피삭재의 표면가공에 있어서, 그 절입 깊이를 감소시키게 된다.

또한, 상기와 같이 감소되는 절입 깊이로 인하여 발생하는 미세한 가루들이 결합제의 표면에 정전기에 의해 부착되는 문제점이 있을 뿐 아니라, 상기와 같은 부하의 감소로 인하여 결합제인 수지의 마모를 감소시켜 연마재의 노출이 용이하게 이루어지지 않게 된다.

결국, 위와 같은 문제점을 가진 연마구를 이용하여 연마가공작업을 지속적으로 진행할 경우, 계속되는 연마가공에 의한 마찰열과 기계적인 충격으로 연마재의 미세 파쇄에 따른 연마재의 마모가 발생하고, 종국적으로는 연마재가 마모됨에 따라 연마가공이 안되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

여기서, 상기 결합제를 수지로 사용하는 경우에 있어서, 상기 수지를 페놀수지로 이용하여 연마구를 제조하여 보았는데, 수지를 결합제로 이용한 연마구 중에서 수명이 오래 지속되는 편에 속하였으나, 가공표면상태가 매우 거칠다는 문제점이 있었다.

즉, 위와 같은 문제점들은 연마구의 강도를 높이는 구성과, 연마구의 연삭성을 높이는 구성이 조화를 이루지 못함으로 인해 발생하는 것이다.

대한민국 공개특허 제1998-63707호(공개일 : 1998. 10. 7) '연마 조성물'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 연마재, 결합제 등으로 제조하는 연마구를 제조하는 데 있어서, 페놀수지와 멜라민수지를 공중합시킨 페놀-멜라민 공중합체가 결합제로 작용하도록 함으로써, 피삭재에 선접촉하여 연마를 하더라도 종래에 비해 연마재의 노출이 원활하게 이루어지도록 하여 연삭성을 향상시킴과 동시에 연마가공품질 및 연마가공효율이 향상된 연마구 조성물 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결수단을 제시하고자 한다.

먼저, 본 발명에 의한 연마구 조성물은, 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 조성되되, 상기 연마재와 필러를 포함하는 구성을 결합하는 결합제는 페놀-멜라민 공중합체로 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연마재는 5 ~ 50중량%, 결합제는 5 ~ 50중량%, 필러는 15 ~ 80중량%을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨, 탄화규소를 포함하여, 어느 하나만으로 이루어지거나 혹은 두 개 이상이 일정 비율로 배합되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨으로 배합되되, 각각은 1:2:2 혹은 1:2:4의 중량비율로 배합됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 상기 페놀-멜라민 공중합체를 형성하는 데에 이용되는 페놀수지와 멜라민수지는 연마구 조성물 전체 중량 대비 각각 5 ~ 30 중량%로 조성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 페놀수지와 멜라민수지는 2:3 혹은 3:2의 중량비율로 조성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재는 6000메쉬 내지 30메쉬의 입도를 가진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필러는 11000메쉬 내지 50메쉬의 입도를 가진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 이루어지되, 망사천이 더 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 의한 연마구 조성물 제조방법은,

연마재 및 필러를 일정 비율로 배합하여 준비하는, 연마재 배합단계(S-1); 상기 연마재 배합단계 후, 결합제를 추가로 투입하여 배합하는, 결합제 추가배합단계(S-2); 상기 결합제 추가배합단계 후, 상기 배합물을 건조로에서 건조시켜 수분을 제거하는, 건조단계(S-3); 상기 건조단계 후, 연마재, 필러, 결합제를 포함하여 이루어진 배합물을 금형 내부에 충진시키는, 배합물의 금형 충진단계(S-4); 상기 배합물의 금형 충진 단계 후, 수분이 제거된 배합물을 고온 및 고압으로 압착하여 성형하는, 압착 및 성형단계(S-5); 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연마재 배합단계(S-1)에서,

연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨, 탄화규소를 포함하여, 어느 하나만으로 이루어지거나 혹은 두 개 이상이 일정 비율로 배합되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재 배합단계(S-1)에서,

연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨으로 배합되되, 각각은 1:2:2 혹은 1:2:4의 중량비율로 배합됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합제 추가배합단계(S-2)에서,

결합제는 페놀-멜라민 공중합체를 이용하거나, 혹은 페놀수지 및 멜라민수지 배합물을 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합제 추가배합단계(S-2)에서,

연마재 5 ~ 50중량%, 결합제 5 ~ 50중량%, 필러 15 ~ 80중량%을 포함하여 배합됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 페놀수지와 멜라민수지는 연마구 조성물 전체 중량 대비 각각 5 ~ 30중량%로 조성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 페놀수지와 멜라민수지는 연마구 조성물 전체 중량 대비 각각 5 ~ 30중량%로 조성되되, 상기 페놀수지와 멜라민수지는 3:2 혹은 2:3의 중량비율로 조성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연마재 배합단계(S-1) 및 결합제 추가배합단계(S-2)는 40 ~ 60시간동안 지속됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 건조단계(S-3)에서, 37 ~ 45℃의 건조온도로 배합물을 건조하여 배합물에 잔존하는 잔여수분을 제거할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압착 및 성형단계(S-5)에서, 상기 배합물을 20 ~ 100kgf/cm²의 압력과, 1 ~ 175℃의 온도로 압착 및 성형하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배합물의 금형 충진단계(S-4)에서, 상기 금형 내부에 배합물을 충진시키되, 망사천을 넣어 충진시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 이하와 같은 기술적, 경제적 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 본 발명에 의한 연마구 조성물 및 그 제조방법을 통하여, 연마구 조성물을 형성하는 데 있어서, 페놀수지, 멜라민수지의 공중합에 의한 페놀-멜라민 공중합체가 결합제 역할을 하도록 함으로써 종래 금속 결합제에 비하여 높은 연삭성은 유지하면서, 연마구의 수명 또한 오래도록 지속되도록 하는 효과가 있다.

둘째, 상기와 같은 결합제로 연마구 조성물을 형성함으로써, 연마구가 피삭재의 표면에 넓은 면적으로 접촉되도록 하여 연마가공작업을 하는 경우에도, 미세분절이 발생하는 것을 최소화하고, 아울러 연마재의 부하감소를 방지함으로써 일정한 연마가공품질이 유지되도록 하는 효과가 있다.

셋째, 상기와 같이 연마구의 수명을 연장케하는 페놀수지와 표면광택품질을 좋게 하는 멜라민수지로 형성되는 결합제로써 연마구 조성물을 형성함으로써, 피삭재의 상태 및 원하는 가공품질에 따라 상기 페놀수지 혹은 멜라민수지를 적절한 비율로 용이하게 배합가능하여 피삭재의 가공품질을 자유롭게 조절할 수 있는 기술적 효과도 있다.

넷째, 상기와 같은 높은 연삭성을 가지면서 수명이 오래 지속되는 연마구로 인하여 연마가공품질이 더욱 향상되면서 연마구의 교체주기를 늘려줌으로써 생산성이 향상됨은 물론 작업비용이 크게 절감할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 연마구 조성물 제조공정도

이하에서는, 상기와 같은 목적 및 효과를 제공하는 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하기로 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명에 의한 연마구 조성물은,

연마재, 결합제, 필러를 포함하여 이루어지되, 여기서, 상기 결합제는 페놀-멜라민 공중합체가 이용된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연마재는 피삭재의 표면을 실질적으로 연마하는 물질로서, 공업용 다이아몬드 산화알루미나, 산화세륨, 탄화규소 등이 사용되며, 상기 연마재는 위 나열된 연마재 물질의 범위 내에서, 어느 하나만으로 이루어지거나 혹은 두 개 이상을 일정 비율로 배합하는 것도 가능하다.

한편, 산화알루미나, 산화세륨, 탄화규소 등은 상기와 같이 연마재로도 사용가능하나, 필러(충진재)로서의 기능도 제공가능하다.

상기 결합제는 연마재 및 필러의 배합물들이 유기적으로 견고하게 접착 및 경화되도록 함은 물론 연마구가 피삭재의 표면에 접촉하여 그 접촉면을 연마할 때에, 그라인딩이 용이하게 이루어지도록 하여 연마재를 통한 피삭재의 연마가 잘 이루어지도록 하는 기능을 제공한다.

본 발명에서는 상기 결합제로서 페놀-멜라민 공중합체를 사용하는데, 상기 페놀-멜라민 공중합체는, 페놀수지와 멜라민수지를 화학적으로 공중합시켜 기존의 페놀수지와 멜라민수지의 단점을 보완하고, 장점은 극대화한 것이다.

상기 페놀-멜라민 공중합체를 형성하는 페놀수지와 멜라민수지는 각각의 구조가 서로 다른 물질이며, 그 성질 또한 판이하다.

이에 반해, 페놀-멜라민 공중합체는, 상기 페놀수지 단위체와 멜라민수지 단위체가 그물망처럼 결합된 구조로 이루어지며, 그러한 결합구조로 인하여 페놀수지, 멜라민수지와 각각 개별적으로 대비하여 보더라도 결합구조가 다를 뿐 아니라, 그 성질에 있어서도, 개별적 수지에 비해 탄성율, 경도, 강도, 내충격성, 내열성 등이 더욱 향상되며, 상기와 같이 두 가지 이상의 수지를 결합하여 새로운 복합수지로 형성하는 경우 그 성질이 향상되는 사례는 많다.

상기와 같이 페놀수지, 멜라민수지 각각에 비하여 탄성율, 경도, 강도, 내충격성, 내열성 등이 더욱 향상된 페놀-멜라민 공중합체를 결합제로서 이용하게 되면, 연마재 및 필러 배합물을 견고하게 접착시킴은 물론이고, 금속 결합제에 비하여 연삭성은 여전히 높은 수준을 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기 페놀-멜라민 공중합체는 페놀수지, 멜라민수지보다 향상된 상기 성질들로 인하여 쉽게 마모가 되지 아니하므로, 상기 수지를 결합제로 사용하였던 종래의 연마구에 비하여, 연마구의 수명을 크게 연장시킬 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 페놀-멜라민 공중합체를 결합제로 사용하여 연마구를 형성하게 되면, 멜라민수지의 부드러운 성질로 인하여 연마구의 높은 연삭성은 유지하면서, 페놀수지의 강한 성질로 인하여 연마구의 수명을 더욱 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 종래의 페놀수지, 멜라민수지 각각에 비하여 향상된 성질을 가지는 페놀-멜라민 공중합체를 결합제로 이용하게 되면, 피삭재에 넓은 면적으로 접촉하여 연마를 하더라도, 상기 결합제로 인하여 종래 발생하던 미세 절분의 발생을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 종래 미세 절분이 표면에 달라붙는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

또한, 상기 미세 절분 발생을 최소화하게 되면, 종래 미세 절분의 달라붙음으로 인하여 피삭재에 대한 연마재의 부하가 감소하였던 현상을 크게 낮출 수 있게 되고, 이에 따라 일정한 연마가공품질을 유지할 수 있게 된다.

아울러, 상기 연마재 및 필러 배합물을 견고하게 접착시키는 페놀-멜라민 공중합체는 페놀수지, 멜라민수지 각각에 비하여, 탄성율, 경도, 강도, 내충격성, 내열성 등의 물리적 성질이 더욱 향상되므로, 연마가공 중에 발생하는 마찰열, 기계적 충격 등에 견딜 수 있게 되어, 종래 상기 마찰열, 기계적 충격에 의하여 연마재가 파쇄되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

또한, 상기 연마구 조성물에 나일론 망사천을 함침시키는 구성도 바람직한데, 상기 연마구 조성물에 나일론 망사천을 함침시키게 되면, 연마구 조성물의 내구성은 더욱 향상되어 연마가공 중에 발생하는 충격 등에 더욱 잘 견딜 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 의한 연마구 조성물은,

연마재는 5 ~ 50중량%, 결합제는 5 ~ 50중량%, 필러는 15 ~ 80중량%를 포함하여 구성되는데, 이하에서는 실시예 1, 2를 통하여 연마구 조성물의 배합비율을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

<연마구 조성물 관련 실시예 1>

이하에서는, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 연마구 조성물 관련 실시예 1에 대하여 설명하고자 한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 연마구 조성물 배합비율의 범위 내에서, 실시예 1에 의한 구체적인 배합비율은,

연마재로서, 공업용 다이아몬드 5중량%, 결합제로서, 페놀-멜라민 공중합체 50중량%(페놀수지 30중량%, 멜라민수지 20중량%), 필러로서, 산화알루미나 10중량%, 산화세륨 10중량%, 탄산칼슘 25중량%, 으로 조성된다.

이와 관련하여, 상기와 같은 배합비율로 연마구를 조성하되, 결합제를 페놀수지만으로 하여 연마구를 조성하여 보았는데, 피삭재의 연마가공표면이 매우 거칠 뿐 아니라, 표면광택도가 낮다는 문제점이 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.

반면, 결합제로서 상기 페놀수지 30중량%, 멜라민수지 20중량%로 조성되는(즉, 페놀수지와 멜라민수지를 3:2의 중량비율로 형성) 페놀-멜라민 공중합체를 이용하여 형성한 연마구는, 연마가공품질(표면연마도, 표면광택도)의 기준을 충족하면서도 연마구가 쉽게 마모되지 아니하여 수명이 오래 지속되었다.

<연마구 조성물 관련 실시예 2>

한편, 상기와 같은 실시예 1에 의한 연마구는 연마가공품질 기준은 충족하면서도 수명이 오래 지속되는 장점이 있었지만, 표면거칠기값은 20 ~ 30um, 표면광택도가 20 ~ 30럭스(lux)로서 다소 아쉬운 점이 있었다.

이에 따라, 상기 결합제인 페놀-멜라민 공중합체에 이용되는 페놀수지의 함량을 낮추고, 멜라민수지의 함량을 높였다. 즉, 페놀수지는 20중량%, 멜라민수지는 30중량%로 형성하여 보았다.(즉, 페놀수지와 멜라민수지를 2:3의 중량비율로 형성)

상기와 같이 페놀-멜라민 공중합체의 함량에 있어서, 실시예 1에 비하여 페놀수지의 함량을 낮추고, 멜라민수지의 함량을 높였더니, 실시예 1에 의한 연마구에 비하여 수명은 다소 단축되었으나, 비교적 긴 수명을 유지하면서, 표면광택도가 70럭스(lux) 이상으로 매우 높게 나타났다.

한편, 본 실시예 2에서 페놀-멜라민 공중합체를 구성하는 페놀수지와 멜라민수지를 각각 20중량%, 30중량%로 형성하는 경우, 나머지 배합비율은 위 실시예 1과 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

다른 한편으로, 결합제로서, 상기 페놀수지 20중량%, 멜라민수지 30중량%로 형성되는 페놀-멜라민 공중합체는 50중량%, 연마재로서, 공업용 다이아몬드 5중량%, 필러로서, 탄화규소 10중량%, 탄산칼슘 15중량%, 산화세륨 20중량%으로 조성하는 것도 가능하다.

상기와 같은 실시예 2는 실시예 1에 비하여 멜라민수지의 함량이 높아짐으로 인해 표면광택도가 크게 향상되므로, 연마구 수명은 페놀수지의 함량 조절을 통해 제어되고, 표면광택도는 멜라민수지의 함량 조절을 통해 제어가능하다.

이에 따라, 본 발명에 의한 연마구에 결합제로 사용되는 페놀-멜라민 공중합체는 상기 실시예 1에서는 페놀수지 30중량%, 멜라민수지 20중량%, 실시예 2에서는 페놀수지 20중량%, 멜라민수지 30중량%를 이용하여 형성하는 것으로 기재하였는 바,

이에 따라 본 발명에 의한 페놀-멜라민 공중합체를 구성하는 페놀수지 및 멜라민수지의 배합비율은, 상기와 같은 실시예 1 및 2의 페놀수지 및 멜라민수지의 배합비율을 모두 포함하되, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 범위 내에서 페놀수지는 5 ~ 30중량%, 멜라민수지는 5 ~ 30중량%로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실시예 1 및 2에 사용되는 공업용 다이아몬드는 연마구의 용이한 제조와, 상기 연마구에 포함되는 연마재로서의 기능 극대화를 위하여, 그 입도를 6000 내지 30메쉬로 형성하는 것이 바람직하며, 필러로 사용되는 물질들은 그 입도를 100메쉬 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 실시예 1 및 2에서는 연마재로서 공업용 다이아몬드를 사용하였고, 필러로서는 산화알루미나, 산화세륨을 사용하였으나, 상기 산화알루미나, 산화세륨은 주 연마재인 공업용 다이아몬드를 보완하는 보조 연마재로서의 기능도 제공가능하며, 상기 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨을 배합하여 연마재를 형성하는 경우, 각각은 1:2:2 혹은 1:2:4의 중량비율로 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 필러는 연마재 5 ~ 50중량%에 대하여 15 ~ 80중량%로 형성가능한 것으로 기재하였는 바, 상기 필러의 양이 위 범위보다 많은 경우에는 연마가공작업 도중 피삭재에서 발생하는 미세분절에 의하여 결합제가 충분히 마모되지 않는 문제점이 있고,

상기 필러의 양이 위 범위보다 적은 경우에는 결합제의 마모가 심하게 발생하여 공구의 수명이 감소되는 문제점이 있기에, 본 발명에 의한 연마구를 구성하는 필러는 상기와 같은 중량범위로 형성하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 결합제의 배합비율로 기재된 5 ~ 50중량%는 일반적으로 연마구를 형성하는 데에 적용되는 결합제의 배합비율이므로, 이에 대한 특별한 수치한정의 이유는 없다.

상기와 같은 실시예 1과 2에 의한 연마구 조성물에 의해 형성되는 연마구를 현장에서 사용할 시에는, 연마구 고정구에 접착제로 부착하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되어지는 연마구 조성물에 대하여, 이하에서는 상기와 같은 연마구 조성물을 구성하는 제조방법에 대하여 설명하고자 한다.

본 발명에 의한 연마구 조성물 제조방법은,

연마재 및 필러를 일정 비율로 배합하여 준비하는, 연마재 배합단계(S-1); 상기 연마재 배합단계 후, 결합제를 추가로 투입하여 배합하는, 결합제 추가배합단계(S-2); 상기 결합제 추가배합단계 후, 상기 배합물을 건조로에서 건조시켜 수분을 제거하는, 건조단계(S-3); 상기 건조단계 후, 연마재, 필러, 결합제를 포함하여 이루어진 배합물을 금형 내부에 충진시키는, 배합물의 금형 충진단계(S-4); 상기 배합물의 금형 충진단계 후, 수분이 제거된 배합물을 고온 및 고압으로 압착하여 성형하는, 압착 및 성형단계(S-5); 를 포함하여 이루어지는 것을 기본 특징으로 한다.

[연마재 배합단계]

상기 연마재 배합단계는, 연마재들을 일정 비율로 배합하거나 혹은 연마재와 필러를 일정 비율로 배합하는 단계로서, 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨, 탄화규소 등 중에서, 어느 하나만으로 형성하거나 혹은 두 개 이상을 일정 비율로 배합하는 단계이다.

참고로, 본 발명의 제조방법에 의해 이루어지는 연마구는 연마재 5 ~ 50중량%, 결합제 5 ~ 50 중량%, 필러 15 ~ 80중량%를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 상기 연마재 배합단계에 대한 실시예로서, 상기 연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨을 일정 비율로 배합하되, 각각이 1:2:2 혹은 1:2:4의 중량비율로 배합하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 연마재를 구성하는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨은 연마구 전체 중량 대비 각각 5중량%, 10중량%, 10중량%으로 배합하는 것이 바람직하고, 때에 따라서는 5중량%, 10중량%, 20중량%로 형성하는 것도 가능하다.

여기서, 주 연마재는 공업용 다이아몬드이고, 보조 연마재는 산화알루미나, 산화세륨로서, 상기 산화알루미나, 산화세륨은 필러로서의 기능도 제공가능하다.

아울러, 상기 연마재에 첨가되는 필러는 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하며, 여기서, 상기 연마재를 구성하는 산화세륨의 배합비율이 10중량%일 때에 상기 탄산칼슘은 전체 연마구 중량 대비 25중량%로 배합하는 것이 바람직하며, 상기 산화세륨의 배합비율이 20중량%일 때에는 15중량%로 배합하는 것이 바람직하다.

상기 연마재 및 필러와 관련하여, 그 외 구체적인 내용은 연마구 조성물 관련 실시예 1 및 2에 상세히 설명되어 있으므로, 생략하기로 한다.

[결합제 추가배합단계]

상기 결합제 추가배합단계는,

상기 연마재 배합단계를 통하여 형성되는 연마재 및 필러 배합물에 결합제를 투입하여 배합하는 단계로서, 본 발명에서 상기 결합제는 페놀-멜라민 공중합체를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 페놀-멜라민 공중합체는 본 발명의 제조방법에 의해 제조되어지는 연마 구 전체 중량 대비 5 ~ 50중량%로 형성하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 페놀-멜라민 공중합체를 형성하는 데에 사용되는 페놀수지와 멜라민수지의 배합비율과 관련하여서는, 앞서 조성물 실시예에 대한 설명에서 설명하였으므로, 여기서는 생략하기로 한다.

한편, 상기 결합제 추가배합단계에서는, 페놀수지와 멜라민수지를 일정 비율로 투입하여 공중합체로 고온 및 고압 상태에서 공중합체로 형성되도록 하는 것도 가능하며, 이 때, 상기 페놀수지와 멜라민수지는 본 발명의 제조방법에 의한 연마구 조성물 전체 중량 대비 각각 5 ~ 30중량%로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연마재 배합단계와, 결합제 추가배합단계에서 이루어지는 배합은 배합기를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 배합은 40 내지 60시간동안 실시하는 것이 바람직하다.

상기 시간범위의 미만으로 배합하는 경우에는 배합이 균일하게 이루어지지 아니하여, 연마구 품질에 하자가 발생할 우려가 있으며, 그 이상의 시간으로 배합하는 경우에는 배합시간에 과다한 시간을 투입함으로 인하여 생산성이 저하되는 문제가 발생하기 때문에, 상기와 같은 시간으로 배합하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 연마재 및 필러 배합물에 결합제를 투입할 시, 색소분물을 소량 투입하여 줌으로써, 연마구의 색상을 형성할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

상기 결합제와 관련하여, 그 외 구체적인 내용은 연마구 조성물 관련 실시예 1 및 2에 상세히 설명되어 있으므로, 생략하기로 한다.

[건조단계]

상기 건조단계는 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 이루어지는 배합물에 잔존하는 수분을 제거하기 위한 단계로서, 이 건조단계를 통해 배합물에 잔존하는 수분을 제거하여 줌으로써 연마재와 필러가 결합제에 의하여 보다 견고하게 접착되고, 이에 따라 연마구의 내구성이 더욱 향상된다.

여기서, 상기 건조단계에서 이루어지는 건조온도는 37 ~ 45℃로 설정하여 배합물의 수분이 충분히 건조될 때까지 건조하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 상기 온도로 20분 이상 건조하는 것이 바람직하다.

상기 건조온도 이하로 건조를 하게 되면, 배합물의 건조가 용이하게 이루어지지 아니할 뿐 아니라, 오랫동안 건조해야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있으며, 상기 온도 이상으로 건조를 하게 될 경우에는 잔여수분은 빨리 제거되나 배합물을 구성하는 연마재, 결합제, 필러가 변성되거나 손상될 우려가 있으므로, 상기와 같은 온도로 건조하는 것이 바람직하다.

[배합물의 금형 충진단계]

상기 배합물의 금형 충진단계는, 연마재, 결합제, 필러를 포함하여 일정 비율로 배합된 배합물을 금형의 내부에 충진하는 단계로서, 상기 작업은 수작업으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 금형의 내부에 배합물을 충진시킬 때에 망사천을 넣어 충진시키는 것도 가능한데, 상기 배합물의 내부에 망사천을 넣어줌으로써, 상기 배합물이 경화되었을 때, 상기 망사천은 구조재 역할을 하게 되고, 이에 따라 연마구의 물리적 성질이 더욱 향상되는 잇점이 있다.

아울러, 상기 망사천은 나일론 망사천을 이용하는 것이 바람직하다.

[압착 및 성형단계]

상기 압착 및 성형단계는,

금형 내부에 충진된 상태에서 수분이 제거된 배합물을 고온 및 고압으로 압착하여 연마구를 완성하는 단계로서, 상기 배합물을 프레스로 가압하는 압력은 20 ~ 100 kgf/cm2의 고압으로 압착하는 것이 바람직하며, 이 때, 배합물에 가해지는 온도는 1 ~ 175℃로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 압착 및 성형단계는, 기본적으로 고체물질인 연마재와 필러를 고온에 의해 용융되는 결합제로써 접착시켜 견고하게 압축된 형태로 형성하는 것인데, 상기 압력 및 온도 이하로 압축을 하게 되면, 조성물들의 견고한 접착 및 압축이 용이하게 이루어지지 아니할 뿐더러, 밀도가 낮아 내구성이 저하될 우려가 있으며, 상기 압력 및 온도 이상으로 압축 및 가열하게 되면, 과도한 압력 및 열로 인하여 연마구의 탄성율, 경도 등이 저하되어 불량이 발생하거나 표면이 버닝(burning)되는 문제가 발생할 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 한하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한하여 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

S-1 : 연마재 배합단계
S-2 : 결합제 추가배합단계
S-3 : 건조단계
S-4 : 배합물의 금형 충진단계
S-5 : 압착 및 성형단계

Claims (20)

1. 연마재 5~50중량%, 결합제 5~50중량% 및 필러 15~80중량%를 포함하여 이루어지는 연마구 조성물에 있어서,
   상기 연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나, 산화세륨 및 탄화규소로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상이며,
   상기 결합제는 페놀-멜라민 공중합체인 것을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연마재는 공업용 다이아몬드, 산화알루미나 및 산화세륨이 1:2:2 또는 1:2:4의 중량비로 배합된 것임을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 페놀-멜라민 공중합체는 페놀수지와 멜라민수지를 2:3 또는 3:2의 중량비로 공중합시킨 것임을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 연마재는 30~6000메쉬의 입도를 가진 것을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 필러는 100메쉬의 입도를 가진 것을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 연마구 조성물은 망사천을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마구 조성물.
   
   
   
   
   
   
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