KR20050100442A - 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마벨트의 제조원가를 절감하고 자투리 연마제품 조각의 손실을 줄이고 조각간의 접착부분(joint)의 손상을 최소화하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법에 관한 것으로, 연마제품 조각과 연마제품 조각을 이어붙여 만드는 폭 1390mm를 초과하는 초광폭 연마벨트(세그먼트 연마벨트; segment abrasive belt)를 제조함에 있어서, 상기 연마제품 조각의 위사방향의 길이가 긴 조각과 길이가 짧은 조각을 서로 조인트(joint)하여 상기 연마벨트의 길이방향을 이루도록 연마벨트를 제조함으로써 자투리 연마제품 조각의 손실을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

Description

세그먼트 연마벨트제품의 제조방법{The method of manufacturing segment abrasive belt}

본 발명은 초광폭 연마벨트(이하 일반적인 명칭인 세그먼트 연마벨트라 한다; segment abrasive belt)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자투리 연마조각의 손실을 최소화하기 위한 세그먼트 연마벨트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연마벨트는 피연삭체의 크기에 따라서 포터블 연마벨트(portable abrasive belt), 내로우 연마벨트(narrow abrasive belt), 세미와이드 연마벨트(semi wide abrasive belt), 와이드 연마벨트(wide abrasive belt) 등 4가지로 구분되는 바, 본 발명은 와이드 벨트에 속하는 세그먼트 연마벨트에 관한 것이다.

종전에는 피연삭체의 규격이 다양하지 못하여 와이드 연마벨트의 폭이 1390mm 이하인 규격을 주로 사용하였으나, 최근들어 피연삭체를 생산하는 기업체에서 연마생산성을 향상시킬 목적으로 보다 넓은 폭의 피연삭체를 생산함에 따라 1390mm를 초과하는 폭의 연마벨트를 요구하게 되었다.

연마제품의 제조설비 특성상 연마제품의 최대폭이 1390mm를 초과하는 연마제품의 제조는 많은 제약이 있다. 연마제품을 제조하는 설비의 폭을 넓인다면 고정투자비가 지나치게 증가된다. 그러므로, 초광폭 연마제품의 제조시에는 제조설비를 투자하여 개선하기 보다는 폭이 1390mm인 기존의 연마제품을 이용하여 접합시키는 등의 제조방법을 통하여 이를 개선하고 있는 바, 고정투자비를 줄이는 방식의 하나로 와이드 연마벨트에 속하는 세그먼트 연마벨트의 제조방식을 지속적으로 연구하여 왔다.

이런 과정중에 기계산업의 발전은 연마작업과 관련된 기계들의 개발과 함께 소비자의 연마생산성 증가요구와 맞물려 연마가공 원가를 절감할 목적으로 세그먼트 연마벨트의 수요가 급증하고 있는 실정이다. 세그먼트 연마벨트란 1650mm 이상의 폭으로 제조된 연마벨트 제품을 의미하는 바, 폭이 1390mm 이하인 종래의 연마제품 여러 조각을 접합하여 제조한 연마벨트를 말한다. 그러므로 접합된 부분인 조인트(joint)가 2개 이상 발생한다.

[그림 1]

[그림 2]

그림 1과 그림 2에서는 세그먼트 연마벨트와 일반 연마벨트를 나타내었다. 그림 1에 도시된 바와 같이, 세그먼트 연마벨트의 경우 폭이 1650mm 이상으로 폭이 넓다. 그러므로 일반적인 연마제품의 최대폭이 1390mm이기 때문에 이를 재단하여 여러개의 조각으로 만들어서 이를 접합시켜 초광폭 연마벨트를 제조한다.

그림 3은 연마제품 조각과 이를 벨트형으로 만든 일반적인 연마벨트를 나타내었다.

[그림 3]

그림 3에 나타난 바와 같이 일반적으로 폭이 1390mm 이하인 연마벨트의 경우 연마제품의 경사방향이 연마벨트 제조시 벨트의 길이방향과 일치하기 때문에 연마제품 조각이 한개만 있으면 연마벨트의 제조가 가능하였다. 그래서 접착부분인 조인트가 한개만 발생한다. 즉, 1390mm 이하의 연마벨트를 제조할 경우에는 연마벨트의 회전방향과 연마제품의 경사방향이 일치하기 때문에 제조상 아무런 제약이 없다.

한편, 본 출원인은 세그먼트 연마벨트를 제조하기 위해서 사용되는 연마제품의 제조방법에 대한 특허권을 국내에 3건 보유하고 있다. 발명의 명칭은 초광폭 연마벨트용 직물기재(등록번호 10-0378460), 초광폭 연마벨트용 연마포 기재(등록번호 10-0355103), 연마벨트용 결합기재 및 그 제조방법(등록번호 10-0193350) 등으로 발명의 내용은 초광폭 연마벨트를 제조하기 위한 연마제품의 직물가공과 초광폭 연마벨트 제품의 특성, 일반 연마벨트 제품과의 차이점이 자세하게 설명되어 있다.

그림 4는 종래의 세그먼트 연마벨트를 제조하기 위한 연마제품 조각을 재단하는 것을 나타내었고, 그림 5는 이를 접합한 세그먼트 연마벨트 제품를 나타내었다.

[그림 4]

[그림 5]

상기 그림 4 및 그림 5에 도시된 바와 같이 세그먼트 연마벨트를 제조하기 위해서는 연마제품 조각이 최소한 2개 이상 요구되며 일반 연마벨트와는 달리 각각의 연마제품 조각을 위사 방향으로 연결한다.

세그먼트 연마벨트는 연마제품의 위사와 경사가 서로 바뀌기 때문에 연마벨트로서 사용가능한 인장강도를 유지하기 위해 재단각도를 60 ~ 80°사이를 유지해야 한다. 세그먼트 연마벨트는 연마제품의 위사방향이 세그먼트 연마벨트의 회전방향이 되고, 연마제품의 경사방향이 세그먼트 연마벨트의 폭방향이 된다.

세그먼트 연마벨트가 폭이 넓은 관계로 그림 4에서 처럼 여러 조각의 연마제품이 필요하다. 그림 4에서는 연마제품 조각이 3개이므로 연마벨트 제조시 조인트가 3개가 발생한다.

이와 같이 종래에는 동일한 크기의 연마조각을 접합하여 세그먼트 연마벨트를 제조하므로 그림 4에서와 같이 자투리 조각의 손실이 많이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 세그먼트 연마벨트의 경우 이를 운반하고 저장하기 위해서는 와인딩(winding)해야 하는 바, 도면 1에서와 같이 와인딩하기 전에 양가장자리에는 접히는 부분이 발생한다. 그러나 종래의 세그먼트 연마벨트의 경우 상기와 같이 양가장자리의 접히는 부분에 조인트가 반드시 위치하게 되어, 이를 도면 5에서와 같이 와인딩을 완료하면 조인트가 접혀진 부분에는 접착상태의 불량 등의 손상을 입는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연마벨트의 제조원가를 절감하고 자투리 연마제품 조각의 손실을 줄이고 조각간의 접착부분(joint)의 손상을 최소화하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 연마제품 조각과 연마제품 조각을 이어붙여 만드는 폭 1390mm를 초과하는 초광폭 연마벨트(세그먼트 연마벨트; segment abrasive belt)를 제조함에 있어서, 상기 연마제품 조각의 위사방향의 길이가 긴 조각과 짧은 조각을 서로 조인트(joint)하여 상기 연마벨트의 길이방향을 이루도록 연마벨트를 제조함으로써 자투리 연마제품 조각의 손실을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부한 도면들과 연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

예를 들어, 폭 2650mm, 길이 3200mm인 세그먼트 연마벨트를 제조할 경우 종래에는 그림 6에서와 같이 연마제품 조각을 제단하고, 동일한 크기의 상기 연마제품 조각 3개를 그림 7에서와 같이 접착시켜 벨트제품을 제조한다.

[그림 6]

[그림 7]

폭 2650mm, 길이 3200mm인 세그먼트 연마벨트를 제조할 경우 재단각도는 60 ~ 80°까지 가능하며, 바람직한 재단각도인 75°로 재단할 경우 일반 연마제품의 폭이 1390mm인 관계로 1030.3mm만 사용되고 2756mm ×359.7mm 크기의 자투리 연마제품 조각의 손실이 3개나 발생한다. 이는 약 30%의 손실에 해당한다. 또한, 연마제품 조각의 폭이 동일하기 때문에 조인트와 조인트의 간격이 동일하여 이로 인하여 자동화가 어려운 문제점을 내포하고 있었으며 완성된 세그먼트 연마벨트도 와인딩할 경우 조인트 부분에 손상을 주는 문제점이 있었다.

도 1은 종전 방식으로 제조된 세그먼트 연마벨트제품의 사시도이다, 조인트가 3부분이며 조인트 간의 간격도 동일함을 알 수 있다. 상기 연마벨트제품의 양단은 둥글게 접혀지는 바, 종래의 제품은 접혀지는 부분에 조인트 부분이 반드시 위치하게 되므로 이를 도 5에서와 같이 와인딩 할 경우 조인트에 손상을 주는 문제점이 발생하므로 이에 따라 연마벨트의 사용시 안전성의 문제가 발생하였다.

본 발명에서는 크기가 다른 연마제품 조각을 접착시킴으로 조인트 간의 간격도 다르게 하여 상기와 같은 문제점을 해소하였다. 그림 8에서는 본 발명에 따른 연마제품을 제조하기 위한 연마제품 조각들을 재단하는 방법을 나타낸 것이다.

[그림 8]

큰 연마제품 조각은 2756mm ×1366.4mm의 크기로 재단하고 재단각도는 75°로 하여 재단한다. 작은 연마제품 조각은 2756mm ×343.1mm의 크기로 재단하고 재단각도는 75°로 하여 재단한다. 큰 연마제품 조각에서는 2756mm ×23.6mm의 자투리 손실이 발생하고 작은 연마제품 조각에서는 2756mm ×17.6mm의 자투리 손실이 발생한다. 폭이 1390mm인 연마제품으로 작은 연마제품을 재단하면 4개의 조각이 생긴다. 이와 같이 서로 크기를 다르게 하여 재단하면 자투리 손실이 거의 없는 것을 알 수 있다.

그림 9는 본 발명으로 제작된 연마제품 조각을 접착한 상태를 나타내었고 도 2에서는 이를 벨트형태로 만든 세그먼트 연마벨트제품의 사시도를 나타내었다.

[그림 9]

종래에는 큰 연마조각 3개를 이어 붙이므로 많은 작업인력을 요하였으나, 본 발명에서는 작은 연마조각을 이용해서 접착하므로 적은수의 작업 인원으로도 작업이 가능하여 생산성을 높였으며 자동화도 가능한 이점이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 뒤집은 상태의 사시도이고, 도 4는 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 와인딩하는 상태의 사시도이고, 도 5는 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 와인딩을 완료한 상태의 부분사시도이다.

상기 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 조인트 간의 간격이 일정하지 않도록 구성하였기 때문에 연마벨트의 양가장자리의 접히는 부분에 조인트 부분이 위치하지 않도록 할 수 있는 특징이 있다. 그러므로 연마벨트를 운반하거나 보관하기 위하여 이를 도 4에서와 같이 화살표 방향으로 와인딩할 경우 조인트 부분이 전혀 접히지 않으므로 접착부분의 훼손을 줄일 수 있는 장점이 있다.

연마제품 조각과 연마제품 조각이 연결된 부분을 연마용어로는 조인트(joint)라고 하는 바, 조인트에 사용되는 방법에는 3가지가 있다.

[그림 10]

첫번째로 그림 10에서는 오버랩 조인트(overlap joint) 방식을 나타내었다. 연마재가 있는 부분을 다이아몬드 휠과 연마벨트로 제거하는 것을 스카이빙(skiving)이라 한다. 조인트할 부분을 연마재로 제거하고 접착제를 도포해서 곁붙이는 방법으로 연마제품 중 일반적인 연마벨트류에 주로 사용된다.

[그림 11]

두 번째 방법은 그림 11에 나타난 바와 같이 탑스카이빙 조인트(top skiving joint) 방식이다. 이는 상기 첫번째 방법의 연마제품 조각과 연마제품 조각이 연결되는 부위의 연마재의 면을 다이아몬드 휠로 제거하는 방식이다. 탑스카이빙 부분은 피연삭체의 종류와 가공정도에 따라 여러 방식으로 변형 가능하다.

연마재 부분중 상단의 일부만 제거하는 탑스카이빙 방식은 연마벨트의 조인트 편차를 줄이고 안전한 작동상태를 위하여 목재 및 포터블 연마벨트(portable abrasive belt) 등에 사용된다. 또한 연결부위의 연마재를 아주 엷게 스카이빙 하는 경우가 있는데 이는 와이드 연마벨트 평면연마와 같이 중연삭 재질이며 연삭면 상태를 균일하게 유지하기 위해서 사용되는 방법으로 조인트의 편차를 최소화하고 조인트 내구력을 요하는 제품에 적용된다.

세 번째 방법으로는 연마제품 조각과 연마제품 조각의 후면부분을 연마벨트나 부직포휠을 이용해서 접착이 용이하게 한 후 필름, 테이프, 플래스틱 등(이하, 조인트 테이프라 한다)을 사용하여 연결하는 버트 조인트(butt joint) 방식도 있다. 그림 12는 후면 버트조인트 방식을 나타내었고, 그림 13은 전면 버트조인트 방식을 나타내었다.

[그림 12]

[그림 13]

후면 버트조인트 방식은 연마재가 없는 후면부분에 조인트 테이프를 접착하는 방식이다. 이는 연마면의 조인트 두께편차를 최소화하여 균일한 연마면을 유지하기 위한 방법으로 연삭강도 요구성향에 따라 패드를 선택 구분 적용한다.

전면 버트조인트 방식은 연마면을 다이아몬드 휠로 제거하고 조인트테이프를 연마재가 제거된 부분에 접착하는 방식으로, 연마제품 조각의 후면은 접착하지 않는다. 이 방식은 피연삭체의 가공정도와 피연삭체의 종류에 따라서 여러 방식으로 변형되어 조인트가 선택적으로 사용된다.

본 발명에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법에서는 상기와 같은 오버랩 조인트(overlap joint) 방식, 탑스카이빙 조인트(top skiving joint) 방식 또는 조인트 테이프(joint tape)를 이용한 조인트 방식 모두 이용할 수 있다.

연마벨트를 제조하기 위해서는 스카이빙(skiving)한 부분에 접착제를 도포하여야 한다. 접착제는 우레탄 접착제를 사용하며, 우레탄접착제 100 중량부에 경화제 15 ~ 18 중량부와 용제 적당량을 섞어 사용한다.

접착제의 도포는 스프레이 방식, 롤러방식 또는 붓으로 도포한다. 도포된 우레탄 접착제는 경화제가 함께 혼합되어 있기 때문에 상온에서도 서서히 경화가 된다. 접착을 원활하게 진행시키기 위해서는 프레스기계를 이용해서 압력 50 ~ 350㎏/㎠, 온도 18 ~ 90℃, 접착시간 5 ~ 30초로 하여 작업을 한다.

연마제품 조각과 연마제품 조각을 연결할 시 연마제품 조각을 만드는 것을 재단이라 하며 재단방식은 일반적인 직선형 재단방식과 핑거(finger)재단 방식이 있으며 이를 그림 14에 나타내었다.

[그림 14]

일반재단 방식의 재단각도는 연마벨트의 인장강도와 연마벨트의 크기와 피연삭체의 가공정도에 따라서 재단각도는 30°~ 90°까지 사용되며, 조인트 테이프의 종류가 필름이나 플라스틱인 경우에는 재단각도에 영향을 받지 않을 수도 있다.

핑거재단 방식은 인장강도가 높을 필요가 있는 연마벨트나 연마면의 정밀도가 매우 높은 정밀 가공 등에 사용된다.

본 발명에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법에서는 상기와 같은 직선형 재단방식이나 핑거형 재단방식을 모두 사용할 수 있다.

상기 언급한 바와 같은 본 발명에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법에 의하면, 세그먼트 연마벨트 제조시 연마제품 조각과 연마제품 조각을 연결하는 방식을 새롭게 하여 자투리 연마제품 조각의 손실을 최소한도로 줄여 제조원가를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법에 의하면, 작은 연마 제품조각을 사용하므로 제조시 소요되는 작업인력의 수를 줄여 생산성을 20% 정도 향상시킬 수 있고, 세그먼트 연마벨트를 와인딩할 경우 접히는 부분에 조인트 부분이 위치하지 않게 할 수 있으므로 조인트 부분의 접착상태의 훼손을 줄여 작업성 및 벨트의 회전안전성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 용도에 따라 다양한 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

도 1은 종래의 세그먼트 연마벨트제품의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 연마벨트제품의 사시도이다.

도 3은 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 뒤집은 상태의 사시도이다.

도 4는 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 와인딩하는 상태의 사시도이다.

도 5는 도 2에 따른 세그먼트 연마벨트제품을 와인딩을 완료한 상태의 부분사시도이다.

Claims (5)

1. 연마제품 조각과 연마제품 조각을 이어붙여 만드는 폭 1390mm를 초과하는 초광폭 연마벨트(세그먼트 연마벨트; segment abrasive belt)를 제조함에 있어서,

   상기 연마제품 조각의 위사방향의 길이가 긴 조각과 길이가 짧은 조각을 서로 조인트(joint)하여 상기 연마벨트의 길이방향을 이루도록 연마벨트를 제조함으로써 자투리 연마제품 조각의 손실을 최소화하는 것을 특징으로 하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연마제품 조각의 재단은 직선형 재단 방식 또는 핑거(finger) 재단 방식인 것을 특징으로 하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연마제품 조각간의 접합방식은 오버랩 조인트(overlap joint) 방식, 탑스카이빙 조인트(top skiving joint) 방식 또는 조인트 테이프(joint tape)를 이용한 조인트 방식인 것을 특징으로 하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 연마제품 조각간의 접합시 조인트 각도는 60 ~ 80°인 것을 특징으로 하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 연마제품 조각 간의 접착조건은 압력 50 ~ 350㎏/㎠, 온도 18 ~ 90℃, 접착시간 5 ~ 30초인 것을 특징으로 하는 세그먼트 연마벨트제품의 제조방법.