KR20030047929A - 연마패드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우레탄 수지로 된 패드에 연마제가 균등하게 분포 된 연마패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 연마패드는 우레탄 수지층에 페놀수지로 코팅된 연마제가 분산되어 결합된 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 연마패드의 제조방법은, 분말상의 연마제 5~80 중량부와 분말상의 페놀수지 20~95 중량부로 혼합한 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스기로 가열 성형함으로써 상기 연마제가 페놀수지에 의하여 코팅된 고형혼합물을 형성하는 단계; 상기 고형혼합물을 분쇄기로 분쇄하여 직경 1~5mm의 크기의 연마소재를 제조하는 단계; 상기 제조단계에서 제조된 연마소재와 액상의 우레탄과 보조 연마제를 중량비 2;2;1의 비율로 혼합하고 이 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스로 가열 성형하여 우레탄 수지층에 연마제 및 보조 연마제가 분포된 연마패드 성형단계로 제조된다.

Description

연마패드 및 그 제조방법{polishing pad and method of manufacturing the same}

본 발명은 석재 제품, 유리 제품, 도자기 제품 등의 표면을 연마하고 광택이 나도록 하기 위한 연마패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 우레탄 수지층에 페놀수지로 코팅된 연마제가 균등하게 분포 된 연마패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에 개시된 연마패드는 반도체 웨이퍼 제조공정중 웨이퍼의 표면을 연마와 평탄화를 위하여 우레탄 패드를 사용하고 있으나 별도로 다이아몬드 분말 등이 포함된 연삭액 및 황삭액을 반도체 웨이퍼의 표면에 공급하여 줌으로써 연마작업을 실시하였다.

그리고, 도 1에 도시한 바와같이, 다이아몬드 분말 등의 연마제를 함유하는 연마펠트(felt;1)를 고무 계열의 패드(2) 표면에 부착시켜 형성한 연마패드가 공지의 기술로 알려져 있으며 이러한 제품을 석재나 유리 제품의 표면을 연마하여 경면연마를 하는데 사용되고 있다. 그러나, 이러한 연마패드는 연마펠트(1)가 완전히 마모되어 패드(2)가 노출되면 연마기능을 상실하며 연마펠트(1)는 테이프 형태로 패드(2)에 부착되고 그 두께도 얇기 때문에 연마패드의 수명이 매우 짧은 단점이 있었다. 미설명 부호 3은 '생크(shank)'이다.

한편, 종래에는 고무계열의 수지를 결합제로 사용하여 연마제와 배합하는 기술을 시도하였으나, 기존에 제조되는 공정으로 고무와 물성이 전혀 다른 다이아몬드 분말과 같은 연마제를 배합하여 성형할 경우에 수지와 연마제와 결합력을 확보하지 못하여 연마제가 수지로부터 쉽게 탈리 되고 연마과정에서 수지는 연마제를 재생시키는 물성이 부족하여 지속적인 연마기능을 발휘하지 못하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 한계를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고무계열 수지를 연마제와 배합하여 성형한 일정한 결합력과 재생능력을 갖는 연마패드 및 그 연마패드의 제조방법을 제공하고자 한다.

도 1은 종래의 연마패드의 구성을 나타낸 단면도

도 2는 본 발명에 따라 제조된 연마패드를 나타낸 단면도

본 발명에 따른 연마패드는 우레탄 수지층에 페놀수지로 코팅된 연마제가 분산되어 결합된 구성으로 된 것에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 연마패드의 제조방법은, 분말상의 연마제 5~80 중량부와 분말상의 페놀수지 20~95 중량부로 혼합한 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스기로 가열 성형함으로써 상기 연마제가 페놀수지에 의하여 코팅된 고형혼합물을 형성하는 단계;

상기 고형혼합물을 분쇄기로 분쇄하여 직경 1~5mm의 크기의 연마소재를 제조하는 단계;

상기 제조단계에서 제조된 연마소재와 액상의 우레탄과 보조 연마제를 중량비 2;2;1의 비율로 혼합하고 이 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스로 가열 성형하여 우레탄 수지층에 연마제 및 보조 연마제가 분산된 연마패드 성형단계로 제조된다.

이하, 본 발명의 바람직한 연마패드 제조방법을 상세히 설명한다.

제1단계; 고형혼합물을 성형하는 단계

통상 연마제는 유리 및 석재 연마용으로서 다이아몬드 분말이 사용되고 금속 연마용으로서 탄화규소(SiC) 분말, 알루미나(Al₂O₃) 분말이 사용됨으로 연마용도에 따라 연마제의 종류를 선택할 수 있는 것이다. 일반적으로 연마제의 입도는 30~8,000메시(mesh)가 적당하고 경면연마를 위하여 최대 2만 메시(mesh)까지 채택될 수 있다.

이러한 분말상의 연마제 5~80 중량부와 분말상의 페놀수지 20~95 중량부로혼합한 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스기로 가열 성형함으로써 연마제가 페놀수지에 의하여 코팅된 고형혼합물을 형성하게 된다.

상기 히팅금형은 프레스기에 다수개 배치하여 금형 1개당 20~30g의 고형혼합물을 형성할 수 있도록 하고, 이때 금형의 히팅온도는 150~200℃에서 10분정도 혼합물을 가열함으로써 페놀수지로 연마제를 코팅시키게 된다.

상기 페놀수지는 코팅제로서 연마제에 코팅된 페놀수지에 의하여 우레탄과 결합되도록 함으로서 우레탄 수지층으로부터 연마제가 탈리되는 현상을 억제하기 위한 것이다.

연마제와 페놀수지는 20;80의 중량비로 배합하는 것이 가장 바람직한데, 연마제의 비율이 너무 적을 경우에는 연마능률이 떨어지고 연마제의 비율이 너무 클 경우에는 연마공구의 부하가 커지게 되며 연마제의 코팅층이 얇아서 우레탄과의 결합력이 저하되는 폐단이 있다.

한편, 산화크롬(CrO₃), 세라믹과 같은 광택제를 적당량 페놀수지에 혼합하여 피연마제품의 표면에 조도(광택)을 높일 수 있다. 산화크롬을 페놀수지에 혼합하여 성형할 경우 페놀수지에 기포를 발생시켜 기공을 성형된 페놀수지 형성하고 유연성을 부여하는 작용을 하게 된다.

제2단계; 연마소재 제조단계

제1단계에서 형성된 고형혼합물은 동전크기와 모양으로 제조하는 것이 바람직하며, 이러한 고형혼합물을 롤러분쇄기로 분쇄하여 직경 1~5mm의 크기의 연마소재를 얻을 수 있다.

제3단계; 연마패드 성형단계

제2단계에서 얻어진 연마소재는 액상의 우레탄과 보조 연마제를 혼합하여 중량비 2;2;1의 비율로 혼합하고 이 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스로 성형하여 우레탄에 연마제 및 보조 연마제가 분포된 연마패드를 성형하는 단계로 제조된다.

히팅금형은 프레스기에 다수개 배치하고 금형 1개당 100g의 혼합물을 투입하였을 때 금형의 히팅온도는 30~90℃에서 40분 정도 가열함으로써 연마패드를 성형하면 된다. 부언하여, 히팅온도가 30℃이하인 경우에는 혼합물의 성형불량을 초래할 수 있고 히팅온도가 90℃이상일 때 우레탄이 과도하게 경화됨으로 연마제를 코팅한 페놀수지와 우레탄수지와의 결합력이 저하되는 현상이 발생하게 된다.

이때, 보조 연마제는 탄화규소(SiC) 분말을 사용하여 연마패드로 연마작업시에 우레탄 수지를 탈리시켜 연마제를 재생시키는 작용을 하게 된다.

한편, 본 성형단계에서 연마공구 장착용 생크(SHANK)를 연마패드에 인서트되도록 성형할 수 있고, 연마패드의 형태도 코너연마작업, 평면연마작업, 곡면연마작업 등 작업용도에 따라 다양하게 제조될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 생크(20)가 인서트 되게 성형되어 있는 연마패드(10)를 나타낸 도면으로서, 페놀수지로 코팅된 연마제(12)가 우레탄 수지층(11) 전체에 고르게 분산되어 있게 되고 연마제(2)는 페놀수지에 의하여 우레탄수지와의 결합력을 갖게 됨으로 연마패드(10)의 연마작업시에 연마제(2)가 우레탄 수지층(11)으로부터 쉽게 탈리되지 않고 소모되는 것이다.

상술한 바와같이, 본 발명은 페놀수지로 코팅된 연마제가 우레탄수지와 강하게 결합되는 구성으로 성형되어 있으므로 우레탄 수지층에 연마제를 분산시킨 연마패드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 우레탄 수지층으로 이루어진 연마패드의 전체에 연마제가 분산되어 있으므로 연마패드가 완전히 마모될 때까지 사용할 수 있으므로 연마패드의 수명이 매우 긴 장점이 있다.

Claims (7)

1. 우레탄 수지층에 페놀수지로 코팅된 연마제가 분산되어 결합된 구성으로 된 것을 특징으로 하는 연마패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 연마제는 유리 및 석재 연마용인 경우에는 다이아몬드 분말 이고, 금속 연마용인 경우에는 탄화규소(SiC) 분말 또는 알루미나(Al₂O₃) 분말 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 연마패드.
3. 분말상의 연마제 5~30 중량부와 분말상의 페놀수지 70~95 중량부로 혼합한 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스기로 가열 성형함으로써 상기 연마제가 페놀수지에 의하여 코팅된 고형혼합물을 형성하는 단계;

   상기 고형혼합물을 분쇄기로 분쇄하여 직경 1~5mm의 크기의 연마소재를 제조하는 단계;

   상기 제조단계에서 제조된 연마소재와 액상의 우레탄과 보조 연마제를 중량비 2;2;1의 비율로 혼합하고 이 혼합물을 히팅금형에 투입한 후 프레스로 가열 성형하여 우레탄 수지층에 연마제 및 보조 연마제가 분포된 연마패드 성형단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 연마패드 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 연마제는 유리 및 석재 연마용인 경우에는 다이아몬드 분말 이고, 금속 연마용인 경우에는 탄화규소(SiC) 분말 또는 알루미나(Al₂O₃) 분말 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 연마패드.
5. 제3항에 있어서, 상기 페놀수지에 광택제로서 산화크롬(CrO₃), 세라믹이 소정량 포함된 것을 특징으로 하는 연마패드 제조방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 보조 연마제는 탄화규소(SiC) 분말을 사용한 것을 특징으로 하는 연마패드 제조방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 연마패드 성형단계에서 연마공구 장착용 생크(SHANK)를 인서트 하여 연마패드를 성형한 것을 특징으로 하는 연마패드 제조방법.