KR20080004712U - 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크 - Google Patents

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Abstract

본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 기재(10), 연마재(20), 생산 접착제(30), 코팅 접착제(31)를 포함하여 연마 디스크를 구성하고, 상기 연마 디스크는 직선상 또는 곡선상의 경계선(140)을 이루는 복수의 편(110∼130)으로 분할되며, 각각의 인접한 편(110∼130)은 서로 다른 연마입도를 갖도록 구성되어, 상기 적용 입도 중 가장 굵은 입도(Coarse grit) 를 단일 적용하여 연마한 피연삭체의 연마면 보다 20 ~ 30% 향상된 연마면을 구현할 수 있고, 단일 연마입도만 적용한 제품보다 20 ~ 50% 연삭성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크에 의해 피연삭체를 연마하는 작업시간은 종래의 기술인 굵은 입도(Coarse grit)를 적용한 연마 디스크, 고운 입도를 적용한 연마 디스크를 순차적으로 사용하여 피연삭체의 원하는 연마면을 구현할 때까지 걸리던 작업시간에 비해 대폭 단축되어 제품의 생산성이 향상되는 다른 효과가 있다.
또한, 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 1개의 연마 디스크를 복수로 분할하기 때문에 연마 디스크 교체시 훼손된 연마입도의 부위만 교체함으로써, 연삭에 참여하는 유효 연마 개체수를 최대한 활용할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 사용자는 생산 원가절감의 효과와 기존 일반 연마 디스크 대비 폐기물을 30 ~ 50% 감소시킬 수 있게 된다.
연마제품, 연마벨트, 연마 디스크

Description

혼합 연마재를 적용한 연마 디스크 {Abrasive disc used the complex abrasive product}
도 1a, 1b는 종래의 연마 디스크(연마재 P80, P120) 평면도,
도 2a, 2b는 종래의 연마 디스크 후면에 이형지 또는 매직테이프가 접착된 것을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 3a 내지 3f는 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크의 실시례를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4a, 4b는 연마공구에 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크가 부착되는 것을 개략적으로 나타내는 모식도,
도 5는 본 고안에 의한 연마 디스크가 회전하는 상태를 개략적으로 나타낸 동작상태도,
도 6a, 6b는 본 고안의 일 실시례인 직선상 삼각분할 연마 디스크의 정면도 및 'A-A' 단면도,
도 7a 내지 7d는 본 고안의 다른 실시례인 곡선상 삼각분할 연마 디스크의 정면도 및 'B-B', 'C-C', 'D-D' 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 : 연삭공구 2 : 부착부
3 : 연마 디스크 10 : 기재
20 : 연마재 30 : 생산접착제
31 : 코팅접착제 40 : 결합제
50 : 이형지 60 : 매직 테이프
100: 연마편 110: 제1편
120: 제2편 130: 제3편
140: 경계선 141: 돌출부
150: 날개부 151: 안착부
본 고안은 기재, 연마재, 생산 접착제, 코팅 접착제를 포함하여 이루어지는 연마 디스크에 관한 것으로서, 특히 상기 연마 디스크는 직선상 또는 곡선상의 경계선을 이루는 복수의 편으로 분할되며, 각각의 인접한 편은 서로 다른 연마입도를 갖도록 구성되는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크에 관한 것이다.
일반적으로 연마 디스크는 일정한 연마입도(FEPA: Federation European Production of Abrasive- 국제 연마 입도 규격)를 갖도록 제작되며, 피연삭체를 연마시 굵은 입도(Coarse grit)를 적용한 연마 디스크부터 연마작업을 시작하여 고운 입도를 적용한 연마 디스크까지 순차적인 연마작업을 진행하게 되는데, 이 연마 디스크를 사용중에 연삭성능이 저하되고 작업자의 작업 피로도가 증가할 경우 사용중인 연마 디스크를 다른 새로운 연마 디스크 제품으로 교체하여 사용하게 된다.
이때, 작업자는 원하는 피연삭체의 연마면을 구현할 때까지 순차적인 연마작업을 반복하기 때문에 작업시간도 길어지게 된다.
종래의 연마 디스크는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하나의 연마 디스크 안에 하나의 연마재(예를들어, P80 또는 P120)만 사용하고 있다.
이때, 상기 연마 디스크는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 기재(10), 연마재(20), 생산 접착제(30), 코팅 접착제(31)을 포함하며, 상기 기재(10)의 후면에는 사용목적 또는 사용환경 등에 따라 결합제(40)에 의해 이형지(50) 또는 매직 테이프(60)가 부착된다.
그러나, 이러한 종래의 연마 디스크 제품은 하나의 연마입도로 구성되어 있으므로 하나의 연마면 만을 구현하게 되며, 소정시간 사용에 의해 특정부위가 훼손되어 연삭성능이 저하되는 경우 연마 디스크 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
실질적으로 연마 디스크의 사용효율은 연삭에 참여할 수 있는 유효 연마 개체수의 60 ~ 70%에 그치게 된다. 이로인해, 사용되지 않은 유효 연마 개체수에도 불구하고 연마 디스크를 폐기처분할 수 밖에 없으므로 연마 디스크의 사용량을 증 가시켜 비용의 낭비요인이 되며, 사용한 연마 디스크는 전량 폐기물로 처리함으로써 처리비용 및 환경문제가 제기되고 있다.
본 고안은 하나의 기재, 연마재, 생산 접착제, 코팅 접착제를 포함하여 이루어지는 연마 디스크에 있어서, 상기 연마 디스크는 직선상 또는 곡선상의 경계선을 이루는 복수의 편으로 분할되며, 각각의 인접한 편은 서로 다른 연마입도를 갖도록 구성되어 보다 향상된 연삭성능을 구현함과 동시에 연마 디스크의 부분 교체가 가능하도록 한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 상기 각각의 편은 연마 디스크의 회전시 피연삭체에 먼저 접하는 측에 안착부가, 피연삭체에 나중에 접하는 측에 날개부가 형성되고, 어느 편의 날개부는 인접한 다른 편의 안착부 상측에 밀착결합되어, 연마 디스크가 고속으로 회전하더라도 각각의 편이 이탈되지 않도록 한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 하나의 연마 디스크를 분할하여 서로 다른 연마입도를 갖는 복수의 편으로 구성함에 그 기술적 특징이 있다.
이하에서는 첨부된 도면에 의한 본 고안을 상세히 설명한다.
도 3a 내지 3f는 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크의 실시례를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 4a 및 4b는 연마공구에 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크가 부착되는 것을 개략적으로 나타내는 모식도이고, 도 5는 본 고안에 의한 연마 디스크가 회전하는 상태를 개략적으로 나타낸 동작상태도이고, 도 6a 및 6b는 본 고안의 일 실시례인 직선상 삼각분할 연마 디스크의 정면도 및 'A-A' 단면도이고, 도 7a 내지 7d는 본 고안의 다른 실시례인 곡선상 삼각분할 연마 디스크의 정면도 및 'B-B', 'C-C', 'D-D' 단면도이다.
일반적인 연마 디스크는 삼각형, 원형, 사각형 형태로 그 크기는 사용하는 연삭공구의 종류에 따라 모두 다르게 되어 있고, 연삭공구에 따라 흡입구멍이 형성된 연마 디스크를 사용하기도 하는데, 이하에서는 가장 일반적으로 사용하고 있는 원형 형태의 흡입 구멍이 없는 일반 연마 디스크를 기준으로 본 고안에 구현된 기술의 특이성을 설명한다.
도 3a 내지 3f에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 기재(10), 연마재(20), 생산 접착제(30), 코팅 접착제(31)를 포함하여 이루어지며, 다양한 형태로 분할되어 제1편(110), 제2편(120), 제3편(130) 등으로 구분되는 연마편(100)을 형성하게 된다.
도면상에는 2 내지 4개로 분할된 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 다양한 형태를 도시하였으나, 이하에는 설명의 편의를 위해 3개의 연마편(100)으로 분 할된 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 기준으로 설명한다. 상기 연마편(100)은 사용목적 또는 사용환경에 따라 임의의 갯수로 분할될 수 있음은 물론이다.
상기 연마재(20)로는 Aluminium oxide, silicon carbide, ceramic, zirconia, compact grain 등이 단독 또는 일정비율로 혼합 사용되며, 기재(10)는 종이(paper), 제직섬유(Cloth), 필름(flim) 등이 단독 또는 상호 혼합(Combination) 적용될 수 있다. [예를 들면, 종이와 필름을 결합시키거나, 종이와 원포를 결합시키거나, 원포와 필름을 결합시키는 등의 혼합 형태]
상기 기재(10)의 상부에 생산 접착제(30)를 도포 후 연마재(20)를 전기적 힘을 이용해 전착시키고 건조 공정을 거쳐, 다시 코팅 접착제(31)를 적용하여 연마재(20)와 기재(10)를 보다 단단하고 균일하게 접착시킨다.
상기 기재(10)의 하부에는 결합제(40)의해 이형지(50) 또는 매직 테이프(60)중 어느 하나가 밀착결합되는데, 상기 이형지(50)는 결합제(40)와 접합하는 면에 실리콘 이형지가 코팅되어 있는 것이 바람직하며, 상기 매직 테이프(60)는 나일론 및 폴리에스터를 사용하여 제직된 것으로 단독 혹은 혼합 사용된다.
이때, 연마편(100)을 이루는 제1편 내지 제3편(110∼130)은 서로 다른 연마입도를 갖도록 형성되어 연삭공구(1)의 부착부(2)에 밀착되므로, 연마 디스크(3)는 각각의 연마편(100)으로 인해 그 표면에 직선상(直線象) 또는 곡선상(曲線象)의 경계선(140)을 이룬다.
이때, 상기 곡선상의 경계선(140)은 동일한 연마입도를 갖는 하나의 편에서 회전시 먼저 접촉되는 돌출부(141)를 형성하게 되며, 이는 도 3b, 3c, 3d, 3f에 나타난다.
상기와 같이 복수의 편(110∼130)으로 분할된 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 연삭공구(1)의 부착부(2)에 각각 밀착되어 피연삭체의 연마공정에 사용되며, 도 5에 도시된 바와 같이 연마 디스크가 회전하면서 그 표면에 접촉되는 피연삭체에 대하여 연마작업을 수행하게 된다.
도 6a, 6b는 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크의 실시예로서, 직선상(直線象)곡선상(曲線象) 삼각분할 형태의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크 정면도 및 'A-A'단면도이다. 이때, 제1편(110)과 제3편(130)은 서로 다른 연마입도를 갖으며, 동일한 높이로 구성되어 있다.
한편, 본 고안에서는 장시간 사용시 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크의 경계선(140) 부위가 훼손되면서 고속의 회전에 의해 각각의 편(110∼130)이 정위치에서 이탈할 위험성을 방지하기 위해 보다 개선된 구조의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 제안한다.
즉, 도 7a 내지 7d는 본 고안의 혼합 연마재가 적용된 곡선상(曲線象) 삼각분할 형태의 혼합연마재를 적용한 연마 디스크 정면도 및 'B-B', 'C-C', 'D-D' 단 면도로서, 상기 각각의 편(110∼130)은 연마 디스크의 회전시 피연삭체에 나중에 접하는 측에 날개부(150)가 형성되고, 피연삭체에 먼저 접하는 측에 안착부(151)가 형성되도록 구성한다.
따라서, 제1편(110)의 안착부(151) 상측에는 인접한 제2편(120)의 날개부(150)가 밀착되고, 제1편의 날개부(150)는 인접한 제3편(130)의 안착부(151) 상측에 밀착결합되어 고속의 회전에서도 각각의 편(110∼130)이 연삭공구(1)의 부착부에 안정적으로 밀착된다.
본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 굵은 연마입도로 이루어진 연마면과 이보다 고운 연마입도로 이루어진 연마면을 교차형성함으로써, 전체적으로 동일한 연마입도를 갖는 종래의 연마 디스크에 비해 피연삭체에 대한 연삭성능이 20~50% 이상 향상된다.
먼저, 본 출원인은 아래와 같이 연마입도를 달리하는 연마 제품들을 이용하여 비교실험을 수행하였다.
[가로 300mm 세로 300mm 규격으로 이루어진 SUS-304(피연삭체)를 5000~8000 rpm의 회전속도를 갖는 보쉬 그라인더( BOSCH / GWS 6-100E)로 연마성능을 테스트]
[실시예 1]
측정방법 : 본원 출원인이 생산하고 있는 제품 'XA911 P80' (5인치, 원형)으 로 피연삭체를 10분 연삭하여 연마면을 만들고, 다른 연마입도를 갖는 'XA911 P120'으로 3분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량) 을 측정.
[비교예 1]
측정방법 : 본원 출원인이 생산하고 있는 제품 'XA911 P120' (5인치, 원형)으로 피연삭체를 10분 연삭하여 소정 입도의 연마면을 만들고, 다시 같은 연마입도를 갖는 'XA911 P120'로, 3분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량) 을 측정.
* 측정결과
실시예 1 비교예 1
연삭성능(연삭량) 390 g 320 g
상기 결과와 같이 연마면의 거칠기 상태에 따라서 연삭 성능이 차이가 나는 것을 알수 있고 이것은 본 고안에서 언급하고자 하는 혼합 연마재가 적용된 디스크에서의 이론적 바탕이 된다.
다음으로, 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크가 종래의 제품에 비해 효과의 현저성이 있음을 확인하기 위해 다음과 같은 비교 실험을 수행하였다.
[가로 300mm 세로 300mm 규격으로 이루어진 SUS-304(피연삭체)를 5000~8000 rpm의 회전속도를 갖는 보쉬 그라인더( BOSCH / GWS 6-100E)로 연마성능을 테스트]
[실시예 2]
본 고안이 적용되어 도3d의 형상을 갖는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크(연마입도 P80, P120)로 피연삭체를 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)를 측정. *조도 측정기기 : Tokyo seimitsu, Handysurf E-30A
[비교예 2]
하나의 연마입도를 갖는 'XA911 P80'의 연마 디스크 제품으로 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)를 측정.
[비교예 2-1]
하나의 연마입도를 갖는 'XA911 P120'의 연마 디스크 제품으로 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)를 측정.
* 측정결과
실시예 2 비교예 2 비교예 2-1
연마성능(연삭량) 410 g 390 g 320 g
연마면(㎛) 1.28 1.38 1.03
또한, 다양한 연마입도에 대해 다음과 같이 반복해서 테스트를 수행하였다.
[실시예 3]
본 고안이 적용되어 도3d의 형상을 갖는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크에서 혼합을 달리하여 다음의 7가지로 분류.
연마입도 ①(P80 + P120), ②(P120 + P180), ③(P180 + P220), ④(P220 + P320), ⑤(P320 + P400), ⑥(P400 + P600), ⑦(P600 + P800)로 각각 피연삭체를 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)을 측정.
[실시예 3-1]
본 고안이 적용되어 도3d의 형상을 갖는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크에서 혼합을 달리하여 다음의 6가지로 분류.
연마입도 ㉠(P80 + P180), ㉡(P120 + P220), ㉢(P180 + P320), ㉣(P220 + P400), ㉤(P320 + P600), ㉥(P400 + P800)로 각각 피연삭체를 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)을 측정.
[비교예 3]
하나의 연마입도 P80, P120, P180, P220, P320, P400, P600을 각각 사용한 일반적인 연마 디스크 제품으로 5분씩 5회 연삭하여 연삭 성능(연삭량), 연마면(조도: ㎛)을 측정.
* 측정결과
실시예 3 실시예 3-1 비교예
입도 연삭량 g 조도(㎛) 연삭량 g 조도(㎛) 연삭량 g 조도(㎛)
① 420 1.28
㉠ 398 1.32
P80 390 1.58
② 390 0.87
㉡ 371 0.91
P120 320 1.23
③ 344 0.72
㉢ 329 0.76
P180 278 1.11
④ 281 0.61
㉣ 261 0.64
P220 210 0.93
⑤ 158 0.37
㉤ 137 0.42
P320 107 0.74
⑥ 111 0.28
㉥ 97 0.31
P400 64 0.59
⑦ 84 0.23
P600 31 0.51
상기 실험 결과에서 보는 것과 같이, 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크중 첫번째 경우인 ① (P80 + P120)는 종래의 일반적인 연마 디스크 P80 대비하여 연삭성능은 약 31% 향상되고, 연마면(조도:μ)은 P120 과 유사수준으로 나타났다.
그리고, 다른 혼합 연마입도 ② ∼ ⑦ 에서도 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크가 단일 연마재를 적용한 종래의 연마 디스크에 비해 전체적으로 연삭성능은 약 20~50% 이상, 연마면은 20~30% 향상된 결과로 나타났다.
또한, 본원 출원인은 도 3a 내지 도 3c, 도 3e 내지 도 3f로 도시된 다양한 형태의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크를 비교예 3 또는 비교예 3-1과 동일한 조건에서 테스트한 바, 도 3d와 마찬가지로 연삭성능 및 연마면이 약 20% 이상 향상됨을 확인할 수 있었다. 이때, 동일한 연마입도를 갖는 하나의 편에서 회전시 먼저 접촉되는 돌출부(141)가 형성된 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크가 일부 더 향상된 효과를 나타낸다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 기재, 연마재, 생산 접착제, 코팅 접착제를 포함하여 연마 디스크에 있어서, 상기 연마 디스크는 직선상 또는 곡선상의 경계선(140)을 이루는 복수의 편(110∼130)으로 분할되며, 각각의 인접한 편(110∼130)은 서로 다른 연마입도를 갖도록 구성되어, 상기 적용 입도 중 가장 굵은 입도(Coarse grit) 를 단일 적용하여 연마한 피연삭체의 연마면 보다 20~50% 이상 향상된 연마면을 구현 할 수 있고, 단일 연마입도만 적용한 제품보다 연삭성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크에 의해 피연삭체를 연마하는 작업시간은 종래의 기술인 굵은 입도(Coarse grit)를 적용한 연마 디스크, 고운 입도를 적용한 연마 디스크를 순차적으로 사용하여 피연삭체의 원하는 연마면을 구현할 때까지 걸리던 작업시간에 비해 대폭 단축되어 제품의 생산성이 향상되는 다른 효과가 있다.
또한, 본 고안의 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크는 1개의 연마 디스크를 복수로 분할하기 때문에 연마 디스크 교체시 훼손된 연마입도의 부위만 교체함으로 써, 연삭에 참여하는 유효 연마 개체수를 최대한 활용할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 사용자는 생산 원가절감의 효과와 기존 일반 연마 디스크 대비 폐기물을 30 ~ 50% 감소시킬 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 기재, 연마재, 생산 접착제, 코팅 접착제를 포함하여 이루어지는 연마 디스크에 있어서,
    상기 기재(10)의 하부에는 결합제(40)에 의해 이형지(50) 또는 매직 테이프(60)중 어느 하나가 밀착결합되고, 상기 연마 디스크(3)는 직선상(直線象) 또는 곡선상(曲線象)의 경계선(140)을 이루는 복수의 연마편(100)으로 분할되며, 상기 각각의 연마편(100)은 서로 다른 연마입도를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경계선(140)은 연마 디스크의 회전시 일측이 피연삭체에 먼저 접할 수 있도록 돌출부(141)가 형성되는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연마편(100)은 제1편 내지 제3편(110∼130)으로 구분하여 구성되고, 상기 제1편 내지 제3편(110∼130)은 각각 양측에 날개부(150) 및 안착부(151)가 형성 되되,
    제1편(110)의 안착부(151) 상측에는 인접한 제2편(120)의 날개부(150)가 밀착되고, 제1편의 날개부(150)는 인접한 제3편(130)의 안착부(151) 상측에 밀착결합되는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기재(10)는 종이(paper), 제직섬유(Cloth), 필름(Film), 유리섬유, 탄소섬유, MDF(보드), 화이바(Vulcanized Fiber), 마섬유, 부직포 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상이 상호 결합(combination)하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결합제(40)는 분자량 500 ~ 30000 범위 내의 2액형의 폴리우레탄 또는 변성폴리우레탄 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이형지(50)는 결합제(40)와 접합하는 면에 실리콘 이형지가 코팅되어 있는 것으로 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 매직 테이프(60)는 나일론 및 폴리에스터 중 어느 하나 이상에 의해 제직되는 것을 특징으로 하는 혼합 연마재를 적용한 연마 디스크.
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