KR102294850B1 - 연삭공구용 수지 결합제 조성물 - Google Patents

연삭공구용 수지 결합제 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102294850B1
KR102294850B1 KR1020150050577A KR20150050577A KR102294850B1 KR 102294850 B1 KR102294850 B1 KR 102294850B1 KR 1020150050577 A KR1020150050577 A KR 1020150050577A KR 20150050577 A KR20150050577 A KR 20150050577A KR 102294850 B1 KR102294850 B1 KR 102294850B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin binder
grinding
composition
resin
peek
Prior art date
Application number
KR1020150050577A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160121086A (ko
Inventor
최성국
유호현
Original Assignee
이화다이아몬드공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화다이아몬드공업 주식회사 filed Critical 이화다이아몬드공업 주식회사
Priority to KR1020150050577A priority Critical patent/KR102294850B1/ko
Publication of KR20160121086A publication Critical patent/KR20160121086A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102294850B1 publication Critical patent/KR102294850B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/16—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of ketones with phenols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B24D3/285—Reaction products obtained from aldehydes or ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

종래의 수지 결합제를 대체하는 새로운 수지를 채용되고, 연삭공구에서 요구되는 물성이 개선된 연삭공구용 수지 결합제 조성물을 제시한다. 그 조성물은 연마입자, 충전제, 수지 결합제를 포함하는 연삭공구용 조성물에 있어서, 수지 결합제는 폴리에테르에테르케톤(PolyEtherEtherKetone; PEEK)이고, 폴리에테르에테르케톤의 용융점도는 100Pa.s 내지 370Pa.s이 바람직하고, 수지 결합제 전체에 대하여 폴리에테르에테르케톤에 폴리이미드를 10중량% 내지 30중량%만큼 블렌딩할 수 있다.

Description

연삭공구용 수지 결합제 조성물{Composition of resin binder for grinding tools}
본 발명은 연삭공구용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연마입자에 의해 연삭(grinding) 및 절삭(cutting)을 수행하는 연삭공구에 적용되는 새로운 조성물에 관한 것이다.
연삭공구는 금속, 플라스틱, 세라믹 등으로 이루어진 다양한 형태의 피삭재를 연삭(grinding) 및 절삭(cutting)하는 데 사용된다. 연삭공구의 연삭층은 일반적으로 연마입자, 수지 결합제 및 충전제(filler)를 포함하는 조성물로 이루어진다. 연삭층은 상기 조성물을 몰드(mold)에 넣고 일정 압력 및 온도로 압축 소성하여 제조된다. 이때, 수지 결합제는 내열성이 우수한 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지가 사용되어 왔다(국내공개특허 제2003-0007609호 등). 한편, 연삭공구를 이용하여 피삭재를 연삭하는 경우, 연삭공구와 피삭재 사이의 마찰로 인하여 발생하는 열에 의해, 연삭 영역의 온도가 상승한다. 연삭 영역의 온도 상승은 연삭공구의 열적 파손(thermal damage)를 일으키는 요인이다. 상기 마찰열에 의해 연삭 영역의 수지 결합제가 열분해되어, 수지 결합제에 결합되어 있던 연마입자들이 연삭층으로부터 분리되기도 한다.
연삭공구에 있어서, 연삭비, 성형 가공성과 같은 물성이 우수해야 한다. 이때, 연삭비는 연삭량과 감소한 연삭층의 체적과의 비이다. 이러한 연삭비, 성형 가공성 등의 물성은 수지 결합제 자체의 특성에 의해 좌우되므로, 수지 결합제의 선택이 중요해지고 있다. 그런데, 종래의 열경화성 수지는 충분한 연삭비, 성형 가공성을 나타내지 못하고 있다. 열경화성 수지 자체의 물성으로 인하여, 기존의 연삭공구의 특성을 개선하기에는 한계가 있다. 이에 따라, 연삭비, 성형 가공성 등을 고려하여, 연삭공구의 특성을 개선하기 위한 새로운 수지 결합제가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 수지 결합제를 대체하는 새로운 수지를 채용되고, 연삭공구에서 요구되는 물성이 개선된 연삭공구용 수지 결합제 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 연삭공구용 수지 결합제 조성물은 연마입자, 충전제, 수지 결합제를 포함하는 연삭공구용 조성물에 있어서, 상기 수지 결합제는 폴리에테르에테르케톤(PolyEtherEtherKetone; PEEK)이다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리에테르에테르케톤의 용융점도는 100Pa.s 내지 370Pa.s이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 150Pa.s 내지 350Pa.s이다. 또한, 상기 수지 결합제 전체에 대하여, 상기 폴리에테르에테르케톤에 폴리이미드를 10중량% 내지 30중량%만큼 블렌딩할 수 있다. 이때, 상기 폴리에테르에테르케톤을 포함하는 상기 조성물은 압출 또는 사출 성형으로 가공될 수 있다. 상기 폴리에테르에테르케톤으로 이루어진 수지 결합제는 강화섬유를 포함할 수 있다, 상기 충전제는 구리 또는 녹색 탄화규소일 수 있다.
본 발명의 연삭공구용 수지 결합제 조성물에 의하면, 폴리에테르에테르케톤(PolyEtherEtherKetone; PEEK) 수지 결합제를 적용함으로써, 종래의 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등과 같은 열경화성 수지를 대체하고, 연삭비, 성형 가공성과 같이 연삭공구에서 요구되는 물성을 개선할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예는 수지 결합제를 폴리에테르에테르케톤(PolyEtherEtherKetone; PEEK)으로 대체하는 것이다. 제시되는 수지 결합제는 종래의 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등과 같은 열경화성 수지를 대체하고, 연삭비, 성형 가공성과 같이 연삭공구에서 요구되는 물성을 개선한다. 이를 위해, PEEK에 대하여 상세하게 알아보고, 상기 PEEK가 수지 결합제가 적용된 연삭공구의 물성을 구체적으로 살펴보기로 한다. 본 발명의 PEEK 수지가 적용되는 연삭공구는 연마입자에 의해 연삭(grinding) 및 절삭(cutting) 작업을 수행한다.
본 발명의 연삭공구에 형성되는 연삭층은 연마입자, 수지 결합제 및 충전제(filler)로 이루어진 조성물을 포함한다. 연삭층은 상기 조성물을 몰드(mold)에 넣고 일정 압력으로 압축한 후, 열로 소성하여 제조된다. 또한, PEEK는 열가소성 수지이기 때문에, 압출이나 사출 성형으로 제조할 수 있다. 압축 소성, 압출 또는 사출 성형에 의한 가공성은 연마입자, 충전제의 특성 및 함량에 의해 영향을 받지만, 수지 결합제도 일정한 역할을 한다. 즉, 성형 가공성이 좋은 수지 결합제를 사용하면, 연삭층을 압축 소성이 아닌 압출 및 사출 성형으로 할 수 있다. 연삭층을 압출 및 사출 성형하면, 공정이 단순해지고 생산단가가 줄어든다.
수지 결합제로 사용되는 PEEK는, 방향족 분자사슬을 기본으로 하고 에테르기, 카르보닐기를 가지는 폴리알릴에테르케톤(PolyArylEtherKetone; PAEK) 중에 속하는 수지 중의 하나이다. PEEK 수지는 결정성 열가소성 수지이므로, 종래의 열경화성 수지와는 차이가 있다. PEEK수지는 두 개의 에테르 및 하나의 카르보닐기에 의해 연결된 방향족으로 이루어진 단위체를 중합한 고분자이다. 일반적으로 PEEK는 유리전이온도(Tg)는 약 143℃이고, 융점(Tm)은 약 345℃이며, 밀도는 1.32g/㎤이다.
통상적으로, 열가소성 수지(thermoplastic resin)은 열로 성형한 후에 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있고, 열경화성 수지(thermosetting resin)은 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는다. 또한, 내열성(heat resistance)은 열가소성 수지에 비해 열경화성 수지가 우수하다. 일반적으로, 연삭공구는 연삭가공 작업을 할 때 발생하는 열로 인하여 열적 파손 우려가 있으므로, 내열성이 우수한 열경화성 수지를 사용한다. 그런데, PEEK는 내열성이 좋은 열가소성 수지 중의 하나이며, 엔지니어링 고분자(Engineering Plastic, EP)의 일종이다. 본 발명의 실시예에 의한 PEEK는 열가소성 수지임에도, 장기간 사용온도(long term service temperature)는 대략 250℃이고, 단기간 사용온도(short term service temperature)는 대략 350℃로 연삭공구에 적합한 재질이다.
표 1은 본 발명의 실시예에 의한 연삭공구용 수지 결합제 조성물인 PEEK와 종래의 열경화성 수지 결합제 조성물의 기계적 물성을 비교한 것이다. 여기서, 상기 물성은 1999년 출간된 고분자 핸드북(Polymer Hand Book, Oxford University Press, Inc.)을 참조한 것이다. 또한, 상기 열경화성 수지 결합제는 페놀 수지(Phenolic resin) 및 폴리이미드 수지(PI resin를 사례로 제시하였다.
물성 PEEK Phenolic resin PI(Vespel®)
인장강도(MPa, 23℃) 92 44.8~62.1 86.2
굴곡강도(MPa, 23℃) 169.7 58.6~82.7 110.3
로크웰 경도(HRH) R126(M93) M96~120 M97
노치 Izod 충격강도
(Jm-1 23℃)		 84 12.8~32 42.7
언노치 Izod 충격강도
(Jm-1 23℃)		 No break - 747
표 1에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 PEEK는 종래의 수지 결합제에 비해, 인장강도, 굽힘강도, 충격강도가 탁월하다는 것을 알 수 있다. 특히, 굴곡강도나 충격강도의 경우, 페놀 수지, 폴리이미드 수지에 비해 월등하게 높다. 즉, 본 발명의 PEEK 수지 결합제는 종래의 수지 결합제에 비해 기계적인 강도가 우수하다는 것을 알 수 있다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 PEEK 수지 결합제는 기계적 강도 및 내열성 등과 같은 물성이 우수하므로, 연삭공구에서 요구하는 복합적인 특성을 모두 충족한다. 한편, 본 발명의 실시예의 PEEK 수지 결합제는 용융점도를 달리하여 연삭공구에 적용할 수 있다. 일반적으로, 고분자 물질은 분자량이 높아지면 용융점도는 증가한다. 따라서 용융점도로 분자량을 상대적으로 비교할 수 있다. 그런데, PEEK 수지 결합제에 연마입자 및 충전제 등을 혼합하면, 용융점도가 달라진다. 이와 같은 용융점도의 변화를 고려하여도, 본 발명의 PEEK 수지 결합제의 용융점도는 100Pa.s 내지 370 Pa.s 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 150Pa.s 내지 350Pa.s 가 좋다. 용융점도는 PEEK 수지 결합제의 기계적 강도, 가공 성형성 등과 같은 물성을 고려하여 상기의 범위 내에서 정해진다.
또한, 상기 PEEK 수지 유리섬유(glass fiber)나 탄소섬유(carbon fiber)와 같은 강화섬유로 보강하거나, 다른 종류의 고분자를 공중합 또는 블렌딩하여 물성을 개선할 수 있다. 예를 들어, PEEK 수지 결합제에 유리섬유를 첨가하면, 굽힘계수 및 강성을 증가시키고 안정성이 좋아진다. 또한, 탄소섬유를 첨가하면, 압축강도 및 강성을 증가시키고 확장되는 속도를 낮춘다. 흑연을 포함하는 강화 탄소섬유는 낮은 마찰 및 마모를 가져오고, 성형 가공성을 높인다.
연마입자는 금속 입자, 무기물 입자, 금속 코팅 무기물 입자 등이 있다. 예를 들면, 연마입자는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 실리콘카바이드(SiC), 알루미나-지르코니아(Al2O3-ZrO2), 티타늄 다이보라이드(TiB2), 보론카바이드(B4C), 입방정 보론나이트라이드(CBN), 다이아몬드(diamond)입자 등이 있다. 바람직하게는 고경도의 다이아몬드 입자나 CBN 입자와 같이 초지립입자(superabrasive particle)가 많이 사용된다. 이러한 연마입자는 단독 또는 2 종 이상의 입자들이 혼합된 응집체일 수 있다.
연마입자의 종류 및 전체 연삭층에서 차지하는 중량은 피삭재에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 연마입자의 평균 입경은, 예를 들어 약 0.1 내지 1500㎛, 바람직하게는 10 내지 1000 ㎛, 더욱 바람직하게는 180 내지 800 ㎛ 가 좋다. 연마입자의 경도는 절삭되거나 연마되는 피삭재보다 경도가 강하면 가능하나, 누프(Knoop) 경도가 약 15 kN/㎟ 이상인 것이 적절하다. 연마입자의 형태는 다양하게 설정할 수 있으며, 과립, 구, 봉, 피라미드, 다각면 등을 가질 수 있다.
충전제는 크게 금속 충전제, 세라믹 충전제 및 기타 충전제로 구분된다. 금속 충전제는 상대적으로 높은 열전도율을 가진다. 세라믹 충전제는 연삭성이나 내마모성을 증가시킨다. 기타 충전제는 연삭층의 물성을 개선하기 위한 것이다. 금속 충전제는 연삭 중에 발생하는 마찰열을 외부로 방출한다. 금속 충전제는 텅스텐(W), 산화철(Ferric oxide, Fe2O3), 구리-주석 합금(CuSn), 구리(Cu) 또는 이들의 합금 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 금속 충전제 중에서 열전도율 및 전성이 상대적으로 우수한 구리가 보다 바람직하다. 금속 충전제는 모든 형상을 적용할 수 있으나, 섬유 형태가 연삭층으로부터 탈락을 방지하는 데 유리하다. 금속 충전제 함량을 결정하는 데 있어서, 피삭재를 연삭하는 과정에 발생하는 마찰열이 중요하다. 즉, 마찰열이 작으면 상기 금속 충전제를 적게 혼입하고, 마찰열이 크면 상기 금속 충전제를 상대적으로 많이 포함시킬 수 있다.
세라믹 충전제는 계면의 온도를 저하시켜 연삭 특성을 향상시킬 수 있는 연마 보조제로서 작용할 수도 있다. 세라믹 충전제의 예로는 실리콘카바이드(SiC, GC; Green Silicon Carbide), 알루미나(Al2O3, WA; White Alumina), 방해석(calcite), 이회암(marl), 대리석(marble), 석회석(limestone), 크리올라이트(cryolite), 금속 카보네이트(metal carbonate), 실리카(silica), 실리케이트(silicates), 금속 설페이트(metal sulfates), 금속 설파이트(metal sulfites), 금속산화물(metal oxides), 염화나트륨(NaCl), 염화마그네슘(MgCl2), 이황화철(FeS2) 등이 있다. 세라믹 입자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 통상적으로, 세라믹 충전제는 실리콘카바이드 또는 알루미나가 주로 사용된다.
세라믹 충전제의 입경은 그 종류에 따라 상이할 수 있으나, 너무 작으면 소성 후 충전제의 표면적이 증가한다. 표면적이 증가하면, PEEK 수지 결합제가 상기 충전제를 충분히 고정시키지 못할 수 있다. 입경이 크면, 충전제로서의 역할을 제대로 수행하지 못할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 충전제의 입경은 10~100㎛인 것이 적절하다. 세라믹 충전제의 함량은 계면의 온도 저하를 고려하여 설정할 수 있다. 일반적으로, 경도가 낮은 피삭재는 계면의 온도 저하가 상대적으로 작으므로, 상기 세라믹 충전제의 함량을 적게 할 수 있다.
기타 충전제로서 커플링제(coupling agent)를 예로 들 수 있다. 커플링제는 분자 내에 PEEK수지 결합제와 결합할 수 있는 소수성 관능기와 연마입자와 결합할 수 있는 친수성 관능기를 동시에 갖고 있다. 커플링제는 PEEK수지 결합제, 연마입자 및 충전제 사이의 결합을 보다 견고하게 한다. 이러한 커플링제의 예로는 실란계(silane-base), 티타네이트계(titanate-base), 지르코네이트계(zirconate-base), 지르코알루미네이트계(zircoaluminate-base) 등이 있다. 나아가, 기타 충전제로 윤활제를 부가할 수 있다. 상기 윤활제는 연삭공구의 마찰계수를 조정하며, 통상적으로 윤활제는 흑연, 이황화몰리브덴(MoS2), 삼황화안티몬(SbS3) 등이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 PEEK 수지 결합제를 적용한 연삭층은 잘 알려진 방법을 통해 제조할 수 있다. 즉, 상기 연삭층은 압축 성형공정(compression molding process), 사출 성형공정(injection molding process), 트랜스퍼 성형공정(transfer molding process) 등으로 만들 수 있다. 이러한 공정은 열간 압축(hot pressing) 또는 냉간 압축(cold pressing)을 할 수 있는데, 반드시 이에 제한되지 않는다. 한편, 종래의 연삭층은 열경화성 수지, 기타 충전제들로 구성되어 있기 때문에 사출성형이 어렵다. 그런데, 본 발명의 PEEK수지 결합제는 열가소성 수지이기 때문에 사출성형이 가능하다.
본 발명의 실시예에 의한 수지 결합제는 PEEK 수지에 열경화성 수지인 페놀 수지, 폴리이미드 수지 또는 에폭시 수지 중에 선택된 적어도 어느 하나를 블렌딩(blending)할 수 있다. 이와 같은 블렌딩은 볼 밀(ball mill) 등에 의해 혼합(mixing)하거나 컴파운더(compounder)에 의해 컴파운딩(compounding)할 수 있다.
이하 본 발명은 아래와 같은 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하겠다. 단 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이에 한정하지 않는다. 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 연삭공구 연삭층 시편의 성능평가는 23℃에서 아래와 같은 방법으로 실시하였다.
(1) 연삭비(G-ratio)
연삭비는 HSG-818TEC(일본의 Mitsui High-tec사 제품)로 측정하였다.
(2) 경도(HRH)
경도는 HR-500(일본의 Mitutoyo사 제품)으로 록크웰 경도(Rockwell hardness)를 측정하였다.
(3) 연삭과정 중에 소모되는 전류(A) 및 에너지(KW/㎤), 발생하는 소음(dB) 및 시편의 표면조도(㎛)는 통상의 방법을 적용하여 측정하였다. 또한, 표면조도, 전류, 소음은 평균값이다.
<실시예 1>
평균입경 107㎛인 다이아몬드 입자 18.75중량% 와, 용융점도 350Pa.s이고 PEEK 수지 24.38중량% 및 구리 입자 56.88중량%을 혼합하였다. 그후, 고온 프레스(200ton) 및 400℃에서, 10kg/㎠, 10분 동안 소결하고, 20kg/㎠, 5분 동안 소결하여 연삭층을 제작하였다. 상기 연삭층이 장착된 연삭휠로 100㎝*3㎝*27㎝ 크기인 텅스텐카바이드(WC)를 연삭액(쉘 메탈리나200D)을 공급하면서 절삭하였다. 이때, 연삭조건은 1회 절입량 0.015㎜, 총 절입량 40㎜, 휠주속 1500m/분, 테이블 이동속도 15m/분, 주축속도 3180rpm 및 연삭액의 유량은 6L/분이었다. 연삭과정 중에 발생하는 연삭비, 에너지, 전류, 소음을 실시간으로 측정하였다.
<실시예 2~4>
PEEK 수지의 용융점도가 각각 150Pa.s, 350Pa.s, 150Pa.s인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 실시하였다.
<비교예 1>
수지 결합제가 각각 표 1의 폴리이미드 수지인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 하였다.
표 2는 본 발명의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 연삭공구용 조성물의 물성을 비교한 것이다.
구분 연삭비 에너지(KW/㎤) 전류(A) 소음(dB)
실시예1 360 0.0879 4.93 76.0
실시예2 352 0.0920 4.77 76.5
실시예3 359 0.0898 4.57 76.9
실시예4 420 0.0769 4.80 76.9
비교예1 273 0.0786 3.84 77.7
표 2에 의하면, PEEK 수지를 사용하는 본 발명의 실시예 1 내지 4의 소음은 종래의 폴리이미드 수지를 사용하는 비교예 1 과 거의 유사하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 에너지 및 전류는 비교예 1에 비해 약간 많이 소요되었다. 이러한, 에너지 및 전류는 실질적으로 연삭층에 적용하는 데에는 문제가 되지 않는다. 그런데, PEEK 수지를 적용하면, 연삭비가 크게 향상되었다. 연삭비가 우수하다는 것은 본 발명의 실시예들에 의한 연삭층에 사용된 PEEK 수지가 연삭층의 수지 결합제로 적합하다는 것을 보여주고 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은 PEEK 수지 결합제의 물성은 용융점도와 연관성을 가지지 않았다. 용융점도는 통상적으로 PEEK 수지 결합제의 분자량을 나타내나, 충전제와의 블렌딩(blending), 결정성 등의 요인으로 인하여 일정한 방향성을 보이지 않았다. 다시 말해, 본 발명의 PEEK 수지 결합제는 용융점도에 무관하게 연삭공구용 수지 결합제로 타당한 물질이다. 즉, 본 발명의 PEEK 수지 결합제는 기존에 주로 사용되는 폴리이미드 수지 결합제보다 연삭비가 우수하고, 에너지, 전류 및 소음은 유사하여, 종래의 폴리이미드 수지 결합제를 대체할 수 있음을 알 수 있었다.
<실시예 5~6>
실시예 5 및 6은 수지 결합제 전체에서, 실시예 4의 PEEK 수지와 비교예 1의 폴리이미드 수지를 중량%로 각각 70:30 및 90:10으로 블렌딩한 것을 제외하고, 경도를 추가하여 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 하였다. 폴리이미드를 블렌딩하는 이유는 본 발명의 PEEK 수지 결합제의 경도를 높이기 위함이다.
<비교예 2~3>
비교예 2 및 3은 수지 결합제 전체에서, 실시예 4의 PEEK 수지와 비교예 1의 폴리이미드 수지를 중량%로 각각 65:35 및 95:5로 블렌딩한 것을 제외하고, 경도를 추가하여 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 하였다.
표 3은 본 발명의 실시예 5 내지 6 및 비교예 2 내지 3의 연삭공구용 조성물의 물성을 나타낸 것이다.
구분 경도(HRH) 연삭비 에너지(KW/㎤) 전류(A) 소음(dB)
실시예5 68.84 348 0.0844 4.33 77.2
실시예6 66.00 384 0.0813 4.77 76.2
비교예2 70.12 328 0.0840 4.36 77.3
비교예3 65.90 390 0.0811 4.75 77.8
표 3에 의하면, 폴리이미드의 함량이 증가하면, 경도는 커지나 연삭비는 떨어진다. 비교예 2와 같이, 폴리이미드 함량이 35중량%이면, 경도는 70.12이나 연삭비는 328이었다. 비교예 2는 연삭비가 지나치게 낮아져, 연삭공구에는 부적합하였다. 비교예 3과 같이, 폴리이미드 함량이 5중량%이면, 경도가 커지는 효과가 거의 없었다. 이에 따라, 본 발명의 PEEK 수지 결합제와 블렌딩되는 폴리이미드의 함량은 10중량% 내지 30중량%가 바람직하였다. 한편, 모든 연삭층은 높은 경도를 요구하는 것은 아니지만, 일부 연삭공구의 연삭층은 높은 경도를 필요로 한다. 본 발명의 실시예에서와 같이, PEEK 수지 결합제에 폴리이미드를 블렌딩하면, 상기 경도에 대한 요구를 충족할 수 있다.
<실시예 7>
실시예 7은 녹색 탄화규소 70중량% 및 실시예 4의 PEEK 30중량%를 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 하였다. 이때, 녹색 탄화규소는 실시예 1의 구리를 대체한 것이다.
<비교예 4~5>
비교예 4 및 5는 녹색 탄화규소 70중량%에 대하여, 비교예 1의 폴리이미드를 각각 30중량%로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 하였다.
표 4는 본 발명의 실시예 7 및 비교예 4 내지 5의 연삭공구용 조성물의 물성을 나타낸 것이다.
구분 연삭비 에너지(KW/㎤) 전류(A) 소음(dB)
실시예7 227 0.0754 3.97 78.2
비교예4 201 0.0753 3.99 76.8
비교예5 158 0.0682 3.43 76.4
표 4에 의하면, 충전제를 구리 대신에 녹색 탄화규소로 대체한 실시예 7는 구리를 사용하는 실시예 1 내지 4와 유사한 경향을 보였다. 다만, 소음은 종래의 폴리이미드 수지를 사용하는 비교예 4 및 5에 비해 약간 증가하였다. 또한, 비교예 4는 본 발명의 실시예 7의 에너지 및 전류에 비해 약간 더 소요되었다. 이러한, 에너지 및 전류는 실질적으로 연삭층에 적용하는 데에는 문제가 되지 않는다. 그런데, PEEK 수지를 적용하면, 연삭비가 크게 향상되었다. 연삭비가 우수하다는 것은 본 발명의 실시예들에 의한 연삭층에 사용된 PEEK 수지가 연삭층의 수지 결합제로 적합하다는 것을 보여주고 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. 연마입자, 충전제, 수지 결합제를 포함하는 연삭공구용 조성물에 있어서,
    상기 수지 결합제는 폴리에테르에테르케톤(PolyEtherEtherKetone; PEEK)이고,
    상기 수지 결합제 전체에 대하여, 상기 폴리에테르에테르케톤에 폴리이미드를 10중량% 내지 30중량%만큼 블렌딩하여, 상기 폴리이미드의 함량이 30중량%을 초과한 수지 결합제의 연삭비보다 큰 연삭비를 가지고 상기 폴리이미드의 함량이 10중량% 미만인 수지 결합제의 경도보다 큰 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에테르케톤의 용융점도는 100Pa.s 내지 370Pa.s인 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에테르케톤의 용융점도는 150Pa.s 내지 350Pa.s인 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에테르케톤을 포함하는 상기 조성물은 압출 또는 사출 성형으로 가공되는 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에테르케톤으로 이루어진 수지 결합제는 강화섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충전제는 구리 또는 녹색 탄화규소인 것을 특징으로 하는 연삭공구용 수지 결합제 조성물.
KR1020150050577A 2015-04-10 2015-04-10 연삭공구용 수지 결합제 조성물 KR102294850B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150050577A KR102294850B1 (ko) 2015-04-10 2015-04-10 연삭공구용 수지 결합제 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150050577A KR102294850B1 (ko) 2015-04-10 2015-04-10 연삭공구용 수지 결합제 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160121086A KR20160121086A (ko) 2016-10-19
KR102294850B1 true KR102294850B1 (ko) 2021-08-27

Family

ID=57250814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150050577A KR102294850B1 (ko) 2015-04-10 2015-04-10 연삭공구용 수지 결합제 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102294850B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2779238B2 (ja) * 1989-12-15 1998-07-23 帝人株式会社 耐熱性を有する研摩用成形物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0408338D0 (en) * 2004-04-14 2004-05-19 3M Innovative Properties Co Abrasive articles, compositions, and methods of making the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2779238B2 (ja) * 1989-12-15 1998-07-23 帝人株式会社 耐熱性を有する研摩用成形物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160121086A (ko) 2016-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2523971B2 (ja) 研磨物品
KR20080027767A (ko) 복합 재료
JP4443870B2 (ja) 超砥粒ホイール及びその製造方法
US9156137B2 (en) Copper based binder for the fabrication of diamond tools
EP2785810B1 (en) Agglomerate abrasive grain comprising incorporated hollow microspheres
EP3238879A1 (en) Resin bonded cut-off tool
CN102481682B (zh) 用于切轮的组合物和通过使用该组合物的切轮
CN107127687B (zh) 一种人造石树脂布拉材料
CN101767477A (zh) 纳米无钴硬质合金-立方氮化硼聚晶复合片及其制造方法
CN1762660A (zh) 金刚石树脂磨具
KR102294850B1 (ko) 연삭공구용 수지 결합제 조성물
KR101992112B1 (ko) 연마 물품
JP4159262B2 (ja) 超砥粒ホイール及びその製造方法
JP4799175B2 (ja) 樹脂製プーリ
CN104591742B (zh) 一种自润滑聚晶立方氮化硼（pcbn）刀具及其制备方法
JP4234929B2 (ja) 超砥粒ホイール及びその製造方法
JP2010194669A (ja) 切削工具
EP1162249A2 (en) Moldable abrasive pellets
JPS60186376A (ja) 研削研磨成形体
KR20160013293A (ko) 레진 및 주석 바인더를 이용한 다이아몬드 그라인딩 휠 및 그 제조방법
JP4592207B2 (ja) 超砥粒ホイール及びその製造方法
RU2752061C1 (ru) Масса для изготовления алмазного инструмента для обработки твердых материалов
JPS63144964A (ja) 電解砥石
KR101025694B1 (ko) 치(齒)기공용 화이바 보강 분리 디스크
RU2234408C2 (ru) Связка для изготовления алмазно-абразивного инструмента

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant