KR20070121173A - 후면 슬립저항성 수지층을 갖는 연마 벨트 제품 및 그 제조방법 - Google Patents

후면 슬립저항성 수지층을 갖는 연마 벨트 제품 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20070121173A
KR20070121173A KR1020060055885A KR20060055885A KR20070121173A KR 20070121173 A KR20070121173 A KR 20070121173A KR 1020060055885 A KR1020060055885 A KR 1020060055885A KR 20060055885 A KR20060055885 A KR 20060055885A KR 20070121173 A KR20070121173 A KR 20070121173A
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Abstract

본 발명은 연마 제품에 관한 것으로서, 후면(Back side)이 미끄럽지 않고 강한 내구력을 가지며 연삭 성능 및 연삭 지속성이 향상된 연마 벨트 제품 및 그 제조방법을 제안한다.
본 발명에 의한 요변성 복합수지(21)가 도포 및 침투된 기재(20)를 이용한 연마 벨트 제품은 종래의 일반 후면 수지(11)가 기재(10)에 도포되어 있는 연마 제품에 비해 10 ~ 30% 정도 연삭 성능 및 연삭 지속성이 향상되었으며 고하중, 고RPM, 고 습도 적합성을 동시에 만족하여 건식 및 습식 연마 벨트에 모두 적합한 연마 벨트 제품을 구현하게 된다.
내구력 향상을 위해 반복하여 도포해야 하는 종래 연마 제품과 달리, 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)는 한 번의 후면 공정만으로 연마 제품의 내구력을 향상시켜 이에 소모되는 시간과 비용 등을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 연마 벨트 제품은 요변성 복합수지가 기재의 내부 일정 깊이까지 침투됨으로써, 제품의 내구력 향상에 탁월한 효과를 발휘하게 된다.
연마재, 연마 제품, 연마 벨트, 요변성 후면 복합수지, 수막현상

Description

후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품 및 그 제조방법 {HIGH PERFORMANCE ABRASIVE BELT MATERIAL AND IT'S MANUFACTORING PROCESS THAT IS IMPROVED ANTI-SLIP OF BACK-SIDE, GRINDING PERSISTENCE}
도 1a 및 1b는 종래 연마 제품의 후면에 수지를 도포하는 공정을 개략적으로 나타낸 모식도와 확대 사시도,
도 2a 및 2b는 종래 연마 제품의 후면도와 단면도,
도 3은 종래의 연마 제품으로 제조되는 연마 벨트 제품의 사시도,
도 4는 종래의 연마 벨트 제품에 구비되는 기재의 상부에 연마재 및 접착제가 도포된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 5a 및 5b는 습식조건에서 종래의 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도와, 연마 벨트 제품에 수막현상이 나타나는 것을 개략적으로 나타내는 상태도,
도 6a 및 6b는 건식 조건에서 종래의 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도와, 연마 벨트 제품의 후면에 피연삭물질인 분진이 다량으로 끼어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 확대도,
도 7a 및 7b는 본 발명에 의한 연마 제품의 후면에 요변성 복합수지를 도포 및 침투시키는 공정을 개략적으로 나타낸 모식도와 확대 사시도,
도 8a 및 8b는 본 발명에 의한 연마 제품의 후면도와 단면도,
도 9는 본 발명에 의한 연마 제품으로 제조되는 연마 벨트 제품의 사시도,
도 10은 본 발명에 의한 연마 벨트 제품에 구비되는 기재의 상부에 연마재 및 접착제가 도포된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 11은 습식조건에서 본 발명에 의한 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도,
도 12a 및 12b는 건식 조건에서 본 발명에 의한 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도와, 연마 벨트 제품의 후면에 피연삭물질인 분진이 소량으로 끼어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 확대도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 기재(Backing) 11 : 후면 수지
20 : 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재
21 : 요변성 복합수지 22 : 패턴
30 : 종래 연마 벨트 제품 40 : 패턴이 형성된 연마 벨트 제품
50 : 기재의 상부에 연마재가 도포된 종래의 연마 벨트 제품
60 : 기재의 상부에 연마재가 도포된 본 발명의 연마 벨트 제품
70 : 피연삭물질 80 : 콘택트 롤러(Contact roller)
81 : 물(Water) 90 : 분진
100 : 아연 롤러 110 : 칼날
200 : 고무 롤러
본 발명은 연마 제품에 관한 것으로서, 특히 연마 제품의 내구력 보강과 미끄러짐을 방지하기 위해 연마 벨트 제품 기재의 후면에 페놀, 라텍스, 기타 첨가제를 포함하는 요변성 복합수지 또는 우레탄, 에폭시, 페놀, 라텍스를 포함하는 접착제를 도포 및 침투시킨 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 연마 제품은 기재(Backing Material), 접착제(Make Coat, Size Coat), 연마재(Abrasive) 등의 3요소로 이루어져 있다.
상기 기재는 일반적으로 사용되는 연마 제품용 종이나, 다양한 섬유를 이용하여 제직된 직물 또는 부직 물질, 가황 섬유, 중합체 물질, 또는 이들 물질의 조합체로 제조되며, 상기 기재의 재료물질은 그 특성에 의해 강도, 가용성, 또는 내구력 등이 약하여 사용 환경에 따라 제한적으로 적용되며, 일부의 재료물질은 냉각제 및 절삭액으로 사용되는 액체에 민감하므로, 어떤 경우에는 초기에 파손이 일어날 수 있으며 작동이 불충분할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.
상기 접착제는 일반적으로 생산 접착제(Make coat)와 코팅 접착제(Size coat)로 구분하여 구성되며, 연마재를 기재에 부착하고, 연마재의 표면을 보호하는 역할을 수행한다.
또한, 상기 연마재는 사용 환경에 따라 다양한 연마 성분의 조합에 의해 이루어진다.
상기 구성요소에 의해 제조되는 연마 제품은 용도에 따라 시트(Sheet), 벨트(belt), 디스크(Disc), 휠(Wheel) 형태 등 여러 가지로 변형하여 제작된다.
이때, 종래의 연마 제품은 기본 구성 그대로 사용하거나, 스티프니스(Stiffness)를 향상시키기 위해 기재의 하부에 후면 수지를 평면적으로 도포하여 사용하고 있다.
즉, 종래의 연마 제품은 도 1a 및 1b에 도시된 공정에 도시된 바와 같이, 아연 롤러(100)에 의해 연마 제품을 이송하면서 기재(10)의 후면부에 후면 수지(11)를 도포하게 된다.
상기 아연 롤러(100)의 일측 상부에는 칼날(Knife; 110) 등을 연마 제품과 소정거리 이격된 상태로 설치하여 기재(10)의 후면에 후면 수지(11)가 균일하게 도포될 수 있도록 구성되어 있다.
따라서, 기재(10)의 후면부는 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 후면 수지(11)가 균일하게 도포되는 평탄한 상태를 유지하게 된다.
그러나, 상기 종래의 수지 도포 공정은 사용된 칼날(knife)의 마모로 인한 교체비용, 칼날(110)과 기재(10) 사이에 생성되는 찌꺼기(특히, 직물의 경우 섬유 조직의 특성상 일부의 직물조직의 일어나는 현상이 발생 된다)에 의한 후면 수지(11)의 불균일한 도포, 후면 수지(11)의 불균일한 도포로 인한 제품 불량, 내구력을 높이기 위해 2번 혹은 그 이상의 후면 수지 도포 공정을 수행함으로써 발생되는 과다한 시간과 비용의 소모가 문제점으로 나타났다.
상기 후면 수지가 도포된 기재(10)를 일정한 폭으로 절단하고, 양 끝부분을 조인트 테이프(도시되지 않음) 등에 의해 원형으로 연결하면 도 3에 도시된 바와 같은 연마 벨트 제품(30)이 제조된다.
상기 연마 제품은 도 4에 도시된 바와 같이, 기재의 상부로 접착제(Make Coat, Size Coat), 연마재(Abrasive)를 도포함으로써, 연마재가 도포된 완성된 연마 벨트 제품(50)을 이루게 된다.
한편, 상기 종래의 연마 벨트 제품(50)은 도 5a에 도시된 바와 같이 습식 조건에서 콘택트 롤러(Contact roller ; 80)에 장착되어 피연삭물질(70)을 가공할 수 있다.
이때, 종래의 연마 벨트 제품(50)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 콘택트 롤러(80)의 고속 회전과 함께 상황에 따라 첨가되는 물(81) 등의 냉각제 및 절삭액으 로 인해 연마 벨트 제품과 연마 기계의 콘택트 롤러(80) 또는 롤러 마운트(Roller mount; 도면 미표시), 또는 2개 또는 그 이상의 도르래 마운트(Pulley mount ; 도면 미표시)에서 발생하는 일종의 수막현상으로 인한 연마 벨트 제품의 슬립과 이탈, 연마 기계의 공회전과 불안정한 가동으로 인한 안전사고의 문제점에 노출되어 있다.
상기 수막현상은 상황에 따라 첨가되는 냉각제 및 절삭액에 의해 발생이 된다. 즉, 연마 벨트 제품(50)이 어느 정도 이상의 속도에서 연삭 및 연마 작업을 진행하게 되면 연마 벨트 제품(50)과 연마 기계의 콘택트 롤러(80) 또는 롤러 마운트 또는 2개 또는 그 이상의 도르래 마운트와의 접촉면 사이의 냉각제 및 절삭액이 튈 여유가 없게 되어, 연마 벨트 제품(50)은 연마 기계의 콘택트 롤러, 롤러 마운트, 또는 도르래 마운트 면과의 접촉을 잃고 얇은 수막(水膜) 위를 공회전(空回轉)하는 상태가 된다.
이렇게 되면 연마 기계의 안정적인 연삭 및 연마 작업이 진행되지 않으며 안정적인 연마 기계 가동성을 확보할 수 없을 뿐만 아니라 수막현상으로 인한 연마 벨트 제품의 슬립과 이탈 등의 사고를 일으키게 되며 나아가 소비자가 원하고자 하는 연삭 성능 및 연삭 지속성을 발휘할 수 없게 된다.
또한, 건식조건에서 종래의 연마 벨트 제품(50)을 장착하여 연삭 또는 연마 작업 시 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 연삭 또는 연마 중에 발생하는 피연삭 물질(70)의 찌꺼기, 피연삭물질(70)의 미세한 파편 등의 분진(90)이 연마 벨트 제 품(50)의 회전에 의하여 그 후면에 둘러붙게 된다.
따라서, 연삭 작업이 진행되면 될수록 연마 벨트 제품(50)의 후면이 미끄러워져 연마 제품의 슬립(Slip) 발생, 내구력 저하, 인장 강도 저하, 신율 증가, 내열성 부족 등의 문제가 발생되고, 연삭 성능 및 연삭 지속성이 저하된다.
특히, 기재로 사용되는 직물의 경우 인장강도가 약하고 신율이 높기 때문에 고 하중, 고 RPM 작업 조건하에서 연마 제품의 회전 안정성 및 내구력이 저하된다.
상기 연마 벨트 제품(50)의 슬립은 연마 벨트 제품을 한쪽으로 쏠리게 하여 그 정도가 심할 경우 연마 제품이 연마 기계로부터 떨어져 나와 연마 벨트의 수명이 순식간에 단축이 되고, 이와 더불어 콘택트 롤러(80)의 파손을 비롯해 전체 시스템의 고장원인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 연마 제품 기재의 후면에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 중 어느 하나 이상을 포함하는 요변성 복합수지를 롤러를 통해 가압하여 도포함으로써, 기재에 요변성 수지가 침투됨과 동시에 기재의 후면에 일정한 패턴을 형성하여 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 제품 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 연마 벨트 제품은 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재에 의해 연마 벨트 제품을 구성함에 그 기술적 특징이 있다.
또한, 본 발명에 의한 연마 벨트용 제품은 아연 롤러와 고무 롤러에 의해 요변성 복합수지를 기재에 가압하여 일정 깊이 이상 침투되도록 하고, 기재의 후면에 타이어의 그루브(Groove) 무늬와 같은 골(valley)을 형성하며 빗살무늬 등의 소정 패턴을 갖도록 연마 벨트 제품을 제조함에 그 기술적 특징이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품 및 그 제조방법을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명한다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 의한 연마 제품의 후면에 요변성 복합수지를 도포 및 침투시키는 공정을 개략적으로 나타낸 모식도와 확대 사시도이고, 도 8a 및 8b는 본 발명에 의한 연마 제품의 후면도와 단면도이고, 도 9는 본 발명에 의한 연마 제품으로 제조되는 연마 벨트 제품의 사시도이고, 도 10은 본 발명에 의한 연마 벨트 제품에 구비되는 기재의 상부에 연마재 및 접착제가 도포된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 11은 습식조건에서 본 발명에 의한 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도이고, 도 12a 및 12b는 건식 조건에서 본 발명에 의한 연마 벨트 제품이 장착되어 연삭 및 연마 작업이 진행되는 상태를 개략적으로 나타내는 모식도와, 연마 벨트 제품의 후면에 피연삭물질인 분진이 소량으로 끼어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 확대도이 다.
전술한 바와 같이 통상적으로 연마 제품은 기재(Backing Material), 접착제(Make Coat, Size Coat), 연마재(Abrasive) 등의 3요소로 이루어져 있으며, 본 발명에서는 상기 연마재 및 접착제를 도포하기 이전에, 기재의 후면에 요변성 복합수지를 도포하게 된다.
도 7a 및 7b는 기재에 요변성 복합수지를 도포 및 침투시키는 공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 연마 제품의 기재를 아연 롤러( 또는 스틸 롤러 ; 100)와 고무 롤러(200) 통과시키면서 기재의 후면부에 요변성 복합수지(21)를 도포 및 침투시켜 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)를 제조한다.
즉, 상기 아연 롤러(100)와 고무 롤러(200)가 그 사이로 공급된 기재를 압박하면서 이송할 수 있도록 서로 맞물려 회전한다.
이때, 본 발명의 일 실시례로서, 기재의 후면이 맞닿는 고무 롤러(200)의 표면부로 요변성 복합수지(21)를 공급하여, 롤러(100, 200)의 압박에 의해 기재의 후면에 요변성 복합수지가 도포 및 침투시키는 것이다.
다시말해, 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 침투된 기재(20)는 종래의 칼날(110)을 이용한 후면 수지 도포 방식과 달리 요변성 복합수지(21)를 기재 후면부에 도포하면서 아연 롤러(100)와 고무 롤러(200)에 의해 압박하여 기재 내부 일정 깊이까지 요변성 복합수지(21)가 침투되는 변형된 기재(20)를 형성하게 된다.
이로 인해 요변성 복합수지가 침투된 기재(20)는 스티프니스(Stiffness)가 강화됨과 동시에, 1회 작업에 의해 생산공정이 완료되어, 종래의 제조공정에 비해 시간 및 비용이 현격하게 절감된다.
상기 요변성(thixotropy)이란, ‘흔들리면 겔(gel)에서 유동성의 졸(sol)로 변화하지만, 정지하면 다시 겔로 돌아가는 성질’을 의미한다.
이때, 롤러(100, 200)를 통과한 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)는 도 8a 및 8b에 도시된 바와, 후면에 빗살무늬(또는 물결무늬) 등의 소정의 패턴(22)을 갖게 된다.
상기 패턴(22)은 요변성 복합수지가 침투된 기재(20)의 후면에 산과 골이 교차하는 소정의 형상을 형성함으로써, 후술하는 습식 조건 및 건식 조건의 연마 작업에서 현격하게 개선된 효과를 나타낸다.
다시말해, 본 발명에서는 기재에 후면 수지(11)를 단순히 평면적으로 도포하는 종래의 방식과 달리, 요변성(thixotropy)을 갖을 수 있도록 기재에 요변성 복합수지(21)를 도포하면서 롤러(100, 200) 사이를 통과시켜 압박함으로써, 기재(10)에 요변성 복합수지(21)를 침투시킴과 동시에 일정한 패턴(22)을 형성하게 된다.
상기 패턴(22)은 롤러(100, 200) 사이의 유격, 롤러의 재질 등에 의해 다소의 변동이 있으나, 일반적으로 후면 복합수지의 요변성에 의해 타이어에서 드러나 보이는 특정 모양의 골(valley)이 패인 무늬를 갖는 것과 같은 특정 모양의 빗살무늬(또는 물결무늬)를 나타낸다.
또한, 본 발명은 다른 실시례로서, 상기 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)의 후면에 패턴(22) 형성을 강화하기 위해 고무 롤러(200)의 표면에 소정 깊이의 패턴을 미리 각인시킬 수도 있다.
한편, 상기 요변성 복합수지가 침투된 기재(20)를 일정한 폭으로 절단하고, 양 끝부분을 조인트 테이프(도시되지 않음) 등에 의해 원형으로 연결하면 도 9에 도시된 바와 같은 패턴이 형성된 연마 벨트 제품(40)이 제조되어, 연삭 또는 연마 작업의 진행시 충분한 내열성을 갖게 되고, 연마 작업 동안에 생성된 열의 결과에 의해 유도되는 붕괴, 즉 분열, 파손, 엽열(delamination, 얇은 조각으로 갈라짐), 인열 등과 같은 현상들이 방지된다.
또한, 상기 패턴이 형성된 연마 벨트 제품(40)은 연삭 또는 연마 조건하에서 접촉되는 피연삭물질(70)에 의해 유도되는 힘, 압력 또는 하중에 대하여 균열, 파괴되지 않을 정도의 즉, 외부 충격에도 견딜 수 있도록 충분한 인성 및 강성을 가지게 되며, 연삭 또는 연마 작업에서 첨가되는 냉각제 및 절삭 액으로 인해 유도되는 기재의 변형, 즉 오염, 틀어짐, 수축, 이완, 균열, 파손, 파괴 되지 않는 충분한 강성을 가진다.
상기 패턴이 형성된 연마 벨트 제품(40)은 도 10에 도시된 바와 같이, 기재의 상부로 접착제(Make Coat, Size Coat), 연마재(Abrasive)를 도포함으로써, 기재의 상부에 연마재가 도포된 본 발명의 연마 벨트 제품(60)을 이루게 된다.
따라서, 상기 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(40)로 본 발명에 의한 연마 벨트 제품(60)을 제조하여 연삭 및 연마 작업에 사용하게 되면, 스티프니스가 현저하게 향상되어 강한 내구력에 의해 고하중·고RPM 하에서 연삭 또는 연마 작업을 진행할 시, 연삭 성능 및 연삭 지속성을 향상시키게 된다.
또한, 연마 벨트 제품의 꺾임 및 종래 연마 제품에서 문제가 되어 온 연마 제품 제조상에서 일어날 수 있는 바(bar) 자국과 같은 문제가 나타나지 않는다.
한편, 상기 요변성 복합수지(21)는 열경화성 수지와 열가소성 수지 혹은 이 둘이 복합적으로 결합된 형태의 수지를 사용한다.
본 발명의 일 실시례로서, 상기 열경화성 수지는 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 플라스트 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 아크릴화 이소시아네이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아네이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지며, 강도나 열경화점이 높고 기재에 따라 구조적 소질도 있으며 내후성도 우수한 수지로서 고형체가 된 후 열을 가해도 연화되지 않는다.
또한, 상기 열가소성 수지는 아크릴 수지, 폴리스티렌부타디엔 수지, 아크릴 로니트릴부타디엔 수지, 폴리이소프렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리비닐수지, 폴리카보네이트수지, 불소수지, 폴리프로핀수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지며, 고형상의 재료에 열을 가하면 연화 또는 융융하여 가소성(plasicity, 可塑性: 작용한 외력으로 생긴 변형이 외력 제거 시에도 변형된 상태로 남는 성질) 또는 점성이 생기고 냉각 시 다시 고형상이 되는 성질의 수지로 투광성이 있고 2차 성형 및 자유 성형이 가능하나 강도와 연화점은 낮은 수지이다.
또한, 본 발명에는 제품의 쓰임에 따라 알루미늄 옥사이드, 용융된 알루미늄 산화물, 열처리 알루미늄, 세라믹 알루미늄 산화물, 지르코늄 알루미나, 실리콘 카바이드, 세라믹, 석류석(Garnet), 다이아몬드, 인조 다이아몬드, 부싯돌(Flint), 금강사(Emery), 크로커스(Crocus) 등이 단독으로 사용되거나 혹은 이들 연마재의 조합에 의해 만들어진 연마재 등이 사용된다.
상기 연마재는 연마 입자, 조합제 또는 응집제, 또는 다중-입자 연마 과립을 포함하며, 이들 연마재의 성능은 연마제품이 가지고 있는 고유한 특성에 의해서뿐 만 아니라 피연삭물질(70)의 종류와 그 쓰임에 따라 달라진다.
본 발명의 연마 벨트 제품으로의 유용한 적용을 위한 연마 입자의 평균 입자 크기는 적어도 0.1μm, 바람직하게는 적어도 100μm이다. 상기 연마 입자는 원하는 최종 용도에 따라 배향될 수 있거나, 또는 배향됨이 없이 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)의 상부로 도포될 수 있다.
또한, 상기와 같은 방법으로 제조된 상기 연마 제품은 용도에 따라 시 트(Sheet), 벨트(belt), 디스크(Disc), 휠(Wheel) 형태 등 여러 가지로 변형하여 제작된다.
본 발명에 의한 연마 벨트 제품(60)은 도 11에 도시된 바와 같이, 후면부에 특정한 모양의 빗살무늬 등을 형성하는 특정한 패턴(22)이 나타나게 된다.
상기 패턴(22)은 타이어의 그루브(Groove: 접촉면인 트레드에 패인 홈)와 유사한 형태와 효과를 발휘하여, 연마 벨트 제품과 연마 기계와의 조종안정성, 견인력 증가 등의 효과를 발휘하게 되어 안정적이고 안전하게 연삭 및 연마 작업을 진행할 수 있다.
또한, 상기 패턴(22)의 산과 골(Valley)은 피연삭물질(70)을 연삭 및 연마하는 동안 발생하는 열을 상쇄시켜 냉각효과를 발휘할 수 있으며, 이는 곧 연마 벨트 제품의 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성과 연결된다.
즉, 상기 패턴(22)의 산과 골이 물(81) 등의 냉각제 및 절삭액의 방출을 유도함과 동시에 연삭 또는 연마 작업시 발생하는 열을 효과적으로 냉각하며, 본 발명에 의한 연마 벨트 제품(60)과 콘택트 롤러(80)의 밀착성을 향상시키게 된다.
특히, 습식 조건의 연마 작업시 고속 회전에 의해 연마 벨트 제품과 연마 기계의 콘택트 롤러(80), 롤러 마운트(Roller mount) 또는 2개 또는 그 이상의 도르래 마운트(Pulley mount)에서 발생하는 수막현상을 방지하여 안전사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 연삭 성능 및 연삭 지속성이 향상된다.
또한, 본 발명에 의해 빗살무늬 등의 패턴이 형성되는 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(40)는 기재의 층 사이를 요변성 복합수지(21)가 보강됨으로써 연마 벨트 제품의 내구력 및 내마모성이 강화되고, 연삭 또는 연마 작업하는 중 발생하는 굴신운동에 대한 내피로성이 강화되어, 연삭 성능 및 연삭 지속성이 현저하게 향상된다.
더욱이, 본 발명에 의한 연마 벨트 제품은 연삭 또는 연마 조건을 견뎌낼 정도의 충분한 가요성(유연성)을 가진다. 상기 충분한 가요성 및 이것과 유사한 표현은 상기 기재가 휘어진 후, 영구적 변형 없이 이들이 초기 모양 그대로 돌아온다는 것을 의미한다.
예를 들어, 연속적인 연삭 또는 연마 작업에 사용되는 연마 벨트 제품의 경우 연마 기계 내의 2개의 콘택트 롤러(Contact roller) 또는 롤러 마운트(Roller mount), 또는 2개 또는 그 이상의 도르래 마운트(Pulley mount) 상에서 사용될 정도의 충분한 가요성을 갖는 벨트이다.
또한, 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 침투된 기재(20)는 연삭 또는 연마되는 피연삭물질(70)의 외형부에 대해 구부러져 상기 부분에 적합하게 적용될 수 있으며, 더욱이 고하중·고RPM 하에서 고 연삭압 또는 고 연마압(sanding pressure)이 상기 제품에 가해지는 경우, 상기 힘을 전달할 정도로 충분히 강하다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 건식 조건에서 본 발명에 의한 연마 벨트 제품은 연삭 또는 연마 작업시 연삭 또는 연마 중에 발생하는 피연삭물질(70)의 찌 꺼기, 피연삭물질(70)의 미세한 파편 등의 분진(90)이 연마 벨트 제품의 후면에 둘러붙게 된다.
그러나, 본 발명에서는 상기 연마 벨트 제품(60)의 후면에 타이어에서의 그루브(Groove)와 같은 골(valley) 형상의 패턴(22)이 형성되어 있으므로, 상기 패턴(22)의 상부에 쌓여진 분진(90) 등은 연마 벨트 제품(60)의 회전력에 의하여 다시 외부로 신속하게 방출되어 본 발명에 의한 연마 벨트 제품(60)의 후면에는 피연삭물질(70)의 찌꺼기, 미세한 파편 등의 분진(90)이 현저하게 감소하게 된다.
이는 종래의 연마 벨트 제품(50)에서 전혀 예측할 수 없는 본 발명의 특유한 효과로서, 이로 인해 종래에 비해 현저하게 연마 벨트 제품의 슬립 저항성이 향상되며, 이 결과로 연마 벨트 제품의 높은 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가져오게 된다.
본 발명에서는 위의 연마 제품용 기재 중에서 다양한 섬유를 이용하여 제직된 직물을 기본 모델로 사용하여 실험을 수행하였으며, 연마 제품용 종이나 다양한 섬유를 이용하여 제직된 직물 또는 부직 물질 외에 종이, 가황 섬유, 중합체 물질, 유리 섬유, 또는 이들 물질의 조합체로의 적용도 가능하다.
일반적인 기재에 후면 수지가 도포되어 있는 연마제품을 제조하기 위한 공정 및 본 발명에 의한 기재에 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 연마 제품을 제조하기 위한 공정에 사용하는 기재로서의 직물을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 의한 연마 벨트 제품의 효과를 실증하기 위해 다양한 실험을 통해 검증된 복수의 실시례와 그 결과를 분석한다.
[ 기재로서 폴리에스터(Polyester)와 면(Cotton)이 65 : 35의 비율로 제직된 직물은 티씨(T/C)직물이라 칭하고, 100% 폴리에스터로 제직된 직물은 폴리에스터 직물이라 칭한다.
MD(Machine Direction)는 "기계방향", CD는 "기계방향으로부터 수직인 방향"을 의미한다. ]
[실시례 1]
기재 : MD밀도 90, CD밀도 48, 두께 0.40mm, 중량 234g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 종래의 후면 수지
[실시례 2]
기재 : MD밀도 90, CD밀도 48, 두께 0.40mm, 중량 234g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 본 발명에 의한 요변성 복합수지
[실시례 3]
기재 : MD밀도 100, CD밀도 55, 두께 0.30mm, 중량 200g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 종래의 후면 수지
[실시례 4]
기재 : MD밀도 100, CD밀도 55, 두께 0.30mm, 중량 200g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 본 발명에 의한 요변성 복합수지
[실시례 5]
기재 : MD밀도 95, CD밀도 48, 두께 0.58mm, 중량 359g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 종래의 후면 수지
[실시례 6]
기재 : MD밀도 95, CD밀도 48, 두께 0.58mm, 중량 359g/m2인 티씨 직물
도포되는 수지 : 본 발명에 의한 요변성 복합수지
[실시례 7]
기재 : MD밀도 76, CD밀도 56, 두께 0.57mm, 중량 338g/m2인 폴리에스터직물
도포되는 수지 : 종래의 후면 수지
[실시례 8]
기재 : MD밀도 76, CD밀도 56, 두께 0.57mm, 중량 338g/m2인 폴리에스터직물
도포되는 수지 : 본 발명에 의한 요변성 복합수지
[실시례 9]
기재 : MD밀도 90, CD밀도 58, 두께 0.45mm, 중량 267g/m2인 폴리에스터직물
도포되는 수지 : 종래의 후면 수지
[실시례 10]
기재 : MD밀도 90, CD밀도 58, 두께 0.45mm, 중량 267g/m2인 폴리에스터직물
도포되는 수지 : 본 발명에 의한 요변성 복합수지
[테스트] 위의 실시례 1 내지 10을 통해 종래 제품에서 일반적인 후면 수지(11)의 도포량과, 본 발명에 의한 제품에서 요변성 복합수지(21)의 도포 및 침투된 양을 측정하였다. 또한, 양자를 LLOYD Instruments의 만능시험기, 기기명 AMETEKR 을 이용하여 각 실시례에 대한 스티프니스(stiffness) 저항과, 기재의 단위 거리당 스티프니스를 측정하였다.
[표 1]
실시례 후면 수지 도포량(g/m2) 스티프니스 저항 (N) 스티프니스 (N/m)
1 71.2 0.58 56.1
2 148.7 0.89 78.7
3 73.6 0.92 89.5
4 179.2 1.33 116.2
5 78.8 1.45 186.3
6 162.6 1.94 126.6
7 100.1 4.49 446.4
8 153.2 6.79 323.5
9 113.2 3.89 251.3
10 168.3 6.23 416.8
위의 [표 1]에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)는 종래의 후면 수지가 도포되어 있는 기재(10)에 비하여 연마 벨트 제품으로서 사용 가능한 허용할 만한 수준의 가요성(Flexibility)을 갖도록 더욱 뻣뻣한 기재로서의 이용이 가능하다.
또한, 상기와 같은 [실시례 1 내지 10]을 이용하여 연마 벨트 제품을 제조 후 실제 연삭 성능 및 연삭 지속성과 연마 벨트 회전에 따른 연마 벨트 기계의 회전안정성을 비교하기 위해 2가지 연마조건으로 구분하여 실험을 진행하였다.
[연마 조건 1] : 실험 1 내지 6이 적용된다.
(1) 연마 벨트 제품의 규격은 50mm X 2000mm 이다.
(2) 피연삭물질은 SUS-304 이다.
(3) 연마 하중은 5kgf 이다.
(4) 연마 시간은 2.5min 씩 10회로 하였다.
(5) 연마 벨트 제품의 회전 속도는 1376rpm 이다.
(6) 연마 조건은 습식 연마 방식으로 하였다.
[실험 1]
실시례 1의 기재를 이용하여 1차 생산 접착제를 93.1g/m2도포 후, 유럽 FEPA 규격에 의거한 P60 열처리 알루미늄 옥사이드 연마재를 중력방식으로 465.2g/m2 도포하고, 70 ~ 115℃에서 2시간 건조 후, 2차 코팅 접착제를 도포하고 70 ~ 125℃에서 2시간 30분 건조 후, 135℃에서 4시간 경화하였다.
[실험 2]
실시례 2의 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 기재를 이용하고, 그 외 조건은 실험 1과 동일하다.
[실험 3]
실시례 3의 기재를 이용하여 1차 생산 접착제를 85.5g/m2도포 후 유럽 FEPA 규격에 의거한 P80 알루미늄 옥사이드 연마재를 중력방식으로 195.4g/m2 도포하고, 70 ~ 115℃에서 1시간 건조 후, 2차 코팅 접착제를 도포하고 70 ~ 125℃에서 1시간 30분 건조 후, 135℃에서 4시간 경화하였다.
[실험 4]
실시례 4의 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 기재를 이용하고, 그 외 조건은 실험 3과 동일하다.
[실험 5]
실시례 5의 기재를 이용하여 1차 생산 접착제를 116.5g/m2도포 후 유럽 FEPA 규격에 의거한 P100 알루미늄 옥사이드 연마재를 중력 방식으로 180g/m2 도포하고, 유럽 FEPA 규격에 의거한 P80 지르코니아 알루미나 연마재를 전착 방식으로 240g/m2 도포하고, 70 ~ 115℃에서 2시간 건조 후 2차 코팅 접착제를 도포하고 70 ~ 125℃에서 2시간 30분 건조 후, 135℃에서 4시간 경화하였다.
[실험 6]
실시례 6의 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 기재를 이용하고, 그 외의 조건은 실험 5와 동일하다.
[연마 조건 2] : 실험 7 내지 10이 적용된다.
(1) 연마 벨트 제품의 규격은 50mm X 2000mm 이다.
(2) 피 연삭물질은 SUS-304 이다.
(3) 연마 하중은 10kgf 이다.
(4) 연마 시간은 2.5min 씩 10회로 하였다.
(5) 연마 벨트 제품의 회전 속도는 1376rpm 이다.
(6) 연마 조건은 습식 연마 방식으로 하였다.
[실험 7]
실시례 7의 기재를 이용하여 1차 생산 접착제를 107.8g/m2도포 후, 유럽 FEPA 규격에 의거한 P120 열처리 알루미늄 옥사이드 연마재를 중력 방식으로 155.1g/m2 도포하고, 유럽 FEPA 규격에 의거한 P80 지르코니아 알루미나 연마재를 전착 방식으로 232.8g/m2 도포하고, 70 ~ 115℃에서 2시간 건조 후 2차 코팅 접착제를 도포하고 70 ~ 125℃에서 2시간 30분 건조 후, 135℃에서 4시간 경화하였다.
[실험 8]
실시례 8의 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 기재를 이용하고, 그 외의 조건은 실험 7과 동일하다.
[실험 9]
실시례 9의 기재를 이용하고, 그 외의 조건은 실험 7과 동일하다.
[실험 10]
실시례 10의 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투되어 있는 기재를 이용하고, 그 외의 조건은 실험 7과 동일하다.
[표 2] 실험 제품의 습식 조건에서의 연삭 성능 및 연삭 지속성 결과
단위 : 횟수별 연삭량(g/m2)
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
실험1 50.1 28.5 23.6 19.2 17.1 15.0 14.2 13.6 13.1 12.9
실험2 65.6 35.8 24.3 21.2 19.8 17.7 16.1 14.6 14.2 13.6
실험3 100.4 59.2 42.8 31.2 25.0 20.8 18.3 16.4 14.9 14.5
실험4 128.2 81.9 60.7 49.8 40.7 33.2 26.3 20.8 16.7 14.3
실험5 130.1 106.3 98.2 89.8 82.6 78.2 76.2 68.8 66.8 64.9
실험6 136.5 112.2 106.8 99.6 92.7 88.4 85.7 80.1 75.5 69.4
실험7 110.8 71.1 66.6 65.4 57.0 51.7 46.2 41.8 36.6 29.0
실험8 134.3 103.3 88.6 75.9 71.1 64.5 59.8 57.9 56.3 51.1
실험9 102.1 72.0 59.5 55.0 50.9 50.0 48.1 42.0 40.7 38.2
실험10 125.2 96.1 81.0 70.9 64.1 56.7 48.0 42.5 37.6 34.8
위의 [표 2] 에 나타난 바와 같이, 요변성 후면 복합수지를 도포 및 침투시킨 기재를 이용한 연마 벨트 제품의 연삭 성능 및 연삭 지속성이 기존의 일반 후면 수지가 도포되어 있는 기재를 이용한 연마 벨트 제품에 비해 두드러지게 높은 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
다음으로, 실험 제품의 습식 조건에서의 연삭 및 연마 중 연마 기계에서 콘택트 롤러(contact roller)의 RPM 변화를 측정하였다.
[표 3] 횟수별 RPM 변화
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
실험1 1376 1333 1332 1435 1412 1425 1434 1420 1448 1438
실험2 1376 1365 1368 1372 1374 1374 1375 1377 1379 1380
실험3 1376 1358 1364 1368 1382 1383 1388 1383 1402 1398
실험4 1376 1369 1368 1372 1376 1379 1375 1379 1387 1389
실험5 1376 1361 1372 1391 1396 1400 1400 1407 1413 1418
실험6 1376 1371 1374 1371 1380 1382 1384 1386 1387 1389
실험7 1376 1373 1381 1378 1379 1388 1399 1407 1403 1417
실험8 1376 1372 1377 1390 1388 1392 1389 1392 1390 1391
실험9 1376 1379 1396 1396 1390 1412 1404 1418 1422 1428
실험10 1376 1365 1381 1381 1383 1381 1388 1382 1384 1388
상기 [표 3]에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 연마 벨트 제품을 일정 조건하에서 연삭 또는 연마 작업 시 종래의 연마 벨트 제품에 비하여 연마 기계의 콘택트 롤러(80)의 안정된 구동(또는 회전)을 볼 수 있으며, 이 결과는 곧 연마 기계의 안정된 성능을 이끌어 낼 수 있다.
또한, 상기 [표 2]에는 나타내지 않았으나 각 실험 제품을 연삭 및 연마 후에 관찰한 결과, 종래의 실험 제품은 후면이 연삭 및 연마 전과 비교하여 뻣뻣함이 사라져 매우 유연하게 되며 피연삭물질(70)을 연삭 및 연마 하는 중에 발생하는 피 연삭 물질의 찌꺼기, 분진, 피 연삭 물질의 미세한 파편 등이 연마 제품의 후면에 상당 수준의 양이 둘러붙게 되어 슬립이 잘 발생하고 내구력이 좋지 않은 데 반해, 본 발명에 의한 실험 제품의 후면은 종래 실험 제품의 그것과 비교하여 여전히 뻣뻣함이 남아있으며 거칠기 또한 남아있어 내구력 측면에서 종래의 그것에 비해 더욱 향상된 것을 알 수 있었다.
또한, 본 발명에 의한 실험 제품의 경우에는 위의 피연삭물질(70)의 찌꺼기, 피연삭물질(70)의 미세한 파편 등의 분진(90)이 거의 둘러붙지 않았으며, 소량의 붙어있는 분진(90) 역시 연마 벨트 제품 후면에 여전히 남아있는 패턴(22)의 골(valley)이 있어 위의 그것들을 쉽게 제거할 수 있었다.
이상, 도 7a 내지 도 12b에 도시된 도면 및 [표 1] 내지 [표 3]의 실험데이터에서 본 발명을 실시례로 구분하여 비교 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한하지 않으며, 특허청구범위에 기재된 사항과 균등한 기술적 사상이 적용된 모든 실시례에 미친다고 할 것이다.
본 발명에 의한 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품은 요변성 복합 수지(21)가 도포 및 침투된 기재(20)를 이용하므로 종래의 일반 후면 수지(11)가 기재(10)에 도포되어 있는 연마 제품에 비해 10 ~ 30% 정도 연삭 성능 및 연삭 지속성이 향상되었으며 고하중, 고RPM, 고 습도 적합성을 동시에 만족하여 건식 및 습식 연마 벨트에 모두 적합한 연마 제품을 구현하게 된다.
또한, 내구력 향상을 위해 반복하여 도포해야 하는 종래 연마 제품과 달리, 본 발명에 의한 요변성 복합수지가 도포 및 침투된 기재(20)는 한 번의 후면 공정만으로 연마 제품의 내구력을 향상시켜 이에 소모되는 시간과 비용 등을 절감할 수 있었다.
또한, 본 발명에 의한 연마 벨트 제품은 요변성 복합수지가 기재의 내부 일정 깊이까지 침투됨으로써, 제품의 내구력 향상에 탁월한 효과를 발휘하게 된다.

Claims (5)

  1. 기재, 접착제, 연마재를 포함하여 이루어지는 연마제품에 있어서,
    상기 기재의 후면에는 가요성(Flexibility)을 갖는 요변성 복합수지가 도포 및 침투되는 것을 특징으로 하는 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 요변성 복합수지는
    페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 플라스트 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 아크릴화 이소시아네이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아네이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 열경화성 수지와;
    아크릴 수지, 폴리스티렌부타디엔 수지, 아크릴로니트릴부타디엔 수지, 폴리이소프렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리비닐수지, 폴리카보네이트수지, 불소수지, 폴리프로핀수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 열가소성 수지 중 어느 하나 이상을 선택적으로 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 요변성 복합수지는 기재의 후면에 산과 골이 교차하는 소정의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가지는 연마 벨트 제품.
  4. 기재의 후면에 수지를 도포하는 연마 제품에 있어서,
    아연 롤러와 고무 롤러가 그 사이로 공급된 기재를 압박하면서 이송할 수 있도록 서로 맞물려 회전하되, 기재의 후면이 맞닿는 롤러의 표면부로 요변성 복합수지를 공급하여, 롤러의 압박에 의해 기재의 후면에 요변성 복합수지가 도포 및 침투되는 것을 특징으로 하는 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가진 연마 벨트 제품의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 고무 롤러는 표면에 소정 깊이의 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 후면 슬립저항성과 내구력을 개선하여 우수한 연삭 성능 및 연삭 지속성을 가진 연마 벨트 제품의 제조방법.
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