KR20130007089A - 하드디스크 연마용 인공피혁 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하드디스크 연마용 인공피혁에 관한 것으로서, 0.1 데니어 이하의 극세 섬유로 이루어진 부직포 및 상기 부직포에 함침된 수분산 고분자 탄성체로 구성되며, 인공피혁의 두께방향으로 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 25~40 중량% 함침된 고농도 영역(H) 및 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역(L)으로 구획되는 구조를 갖고, 인공피혁의 표면(S)은 슬라이스면으로서 상기 저농도 영역(L)에 포함되고, 상기 저농도 영역(L)내 수분산 고분자 탄성체 함량은 상기 고농도 영역(H)내 수분산 고분자 탄성체 함량의 5~50%인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표면에 고분자 탄성체가 드러나지 않아 하드디스크 연마시 하드디스크 표면에 스크래치가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 표면에 고분자 탄성체가 드러나지 않아 하드디스크 연마시 하드디스크 표면에 스크래치가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 하드디스크 연마용 인공피혁에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 극세 섬유로 이루어진 부직포에 수분산성 고분자 탄성체가 함침되어 하드디스크 연마시 하드디스크 표면에 스크래치가 발생되지 않는 하드디스크 연마용 인공피혁에 관한 것이다.
통상의 인공피혁은 극세섬유로 이루어진 3차원 교락의 부직포와 부직포 내에 함침된 고분자 탄성체를 포함하여 이루어진다.
이러한 인공피혁을 구성하는 고분자 탄성체는 극세섬유 사이의 공극에 혼재하고 있다. 이러한 고분자 탄성체는 일반적으로 미세 다공질의 구조를 하고 있으며 부직포를 구성하는 극세섬유를 물리적으로 지지하는 역할을 하지만 하드디스크와 같은 나노수준의 정밀 연마를 할 때 접촉면에 존재하는 고분자 탄성체의 다공부에 연마 슬러리가 포집되어 표면에 스크래치를 발생시켜 성능을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인공피혁 제조시 고분자 탄성체로서 수분산 고분자 탄성체를 사용하여 수분산 고분자 탄성체의 특징인 마이그레이션(Migration) 현상을 적극적으로 응용한 것으로, 수분산 고분자 탄성체를 함침하고 슬라이스한 후 슬라이스된 면을 표면으로 하여 연마재로 사용함으로서, 스크래치를 허용하지 않는 세정 및 연마 분야에 사용할 수 있는 인공피혁을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 0.1 데니어 이하의 극세 섬유로 이루어진 부직포 및 상기 부직포에 함침된 수분산 고분자 탄성체로 구성되며, 인공피혁의 두께방향으로 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 25~40 중량% 함침된 고농도 영역(H) 및 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역(L)으로 구획되는 구조를 갖고, 인공피혁의 표면(S)은 슬라이스면으로서 상기 저농도 영역(L)에 포함되고, 상기 저농도 영역(L)내 수분산 고분자 탄성체 함량은 상기 고농도 영역(H)내 수분산 고분자 탄성체 함량의 5~50%인 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁은 표면에 고분자 탄성체가 표면에 드러나지 않기 때문에 정밀 연마시 스크래치의 발생을 획기적으로 개선할 수 있기 때문에 고도로 높은 청정도가 요구되는 환경이나 마이크로 스크래치가 허용되지 않는 표면 가공 분야에 적용 가능하다.
이에 따라, 상기 하드디스크 연마용 인공피혁은 실리콘, 글라스, 결정재료, 금속 등의 표면을 세정하거나 연마하는 분야에 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁의 단면 개략도.
도 2는 극세 섬유로 이루어진 부직포에 수분산 고분자 탄성체가 함침된 인공피혁(슬라이싱 이전 상태)의 단면 사진.
도 2는 극세 섬유로 이루어진 부직포에 수분산 고분자 탄성체가 함침된 인공피혁(슬라이싱 이전 상태)의 단면 사진.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허 청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하드디스크 연마용 인공피혁은 도 1에 도시된 바와 같이 0.1 데니어 이하의 극세 섬유로 이루어진 부직포 및 상기 부직포에 함침된 수분산 고분자 탄성체로 구성되며, 인공피혁의 두께방향으로 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 25~40 중량% 함침된 고농도 영역(H) 및 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역(L)으로 구획되는 구조를 갖고, 인공피혁의 표면(S)은 슬라이스면으로서 상기 저농도 영역(L)에 포함되고, 상기 저농도 영역(L)내 수분산 고분자 탄성체 함량은 상기 고농도 영역(H)내 수분산 고분자 탄성체 함량의 5~50%인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁의 단면 개략도이다.
인공피혁의 표면(S)인 슬라이스면은 버핑처리되어 입모가 형성되어 있는 것이 스크래치 방지 등에 보다 바람직하다.
본 발명은 인공피혁의 표면에 고분자 탄성체가 드러나지 않도록 하기 위해서, 상기 저농도 영역(L) 내 수분산 고분자 탄성체 함량을 상기 고농도 영역(H) 내 수분산 고분자 탄성체 함량의 5~50%, 보다 바람직하기로는 15~40%로 조절하는 것을 특징으로 한다.
저농도 영역(L)내 수분산 고분자 탄성체의 함량이 고농도 영역(H)내 수분산 고분자 탄성체 함량의 50%를 초과하는 경우에는 종래 인공피혁과 같이 표면에 고분자 탄성체가 많이 드러나게 되고, 5% 미만인 경우에는 표면을 버핑할때 표면의 평활성이 저하되어 바람직하지 못하다.
본 발명의 하드디스크 연마용 인공피혁은 0.1 데니어 이하의 극세 섬유로 이루어진 부직포를 포함한다.
상기 부직포는 다음의 공정을 통해 제조될 수 있다.
먼저, 복합방사공정을 통해 해도(海島)형 섬유를 제조한다. 상기 해도형 섬유 중 도성분은 폴리아미드 또는 폴리에스테르일 수 있으며, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)일 수 있다. 특히, 상기 폴리아미드는 탄성률이 낮기 때문에 우수한 세정 및 연마 특성이 요구되는 분야에 유용하게 이용할 수 있다.
이어서, 절단 공정을 통하여 상기 해도형 섬유를 스테이플 섬유와 같은 단섬유 형태로 만든다. 상기 단섬유 형태의 해도형 섬유는 카딩(carding)공정 및 크로스래핑(cross lapping)공정을 거침으로써 웹(web)을 형성하게 된다. 선택적으로, 스펀 본딩(spun bonding) 공정을 통해, 장섬유 형태의 해도형 섬유를 이용하여 절단 공정 없이 바로 웹을 형성할 수도 있다.
이렇게 형성된 복수개의 웹들을 니들펀치 또는 스펀레이스 장치를 이용하여 서로 결합시킴으로써 부직포를 완성한다.
본 발명의 하드디스크 연마용 인공피혁은 상기 부직포에 함침된 수분산 고분자 탄성체를 포함한다.
상기 부직포에 수분산 고분자 탄성체를 함침시키는 공정은 딥핑(dipping) 공정 등에 의해 수행할 수 있고 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 수분산 고분자 탄성체는 수분산 폴리우레탄 수지 또는 수분산 실리콘계 수지 등을 사용할 수 있다. 특히, 상기 수분산 폴리우레탄 수지는 수분산 폴리카보네이트 디올계 수지, 수분산 폴리에스테르 디올계 수지 또는 수분산 폴리에테르 디올계 수지를 단독 또는 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 수용성 고분자 탄성체는 열 또는 염에 의해 응고, 경화 되어진다.
이러한 수분산 고분자 탄성체를 포함하는 조성물에 부직포를 침지시키는 공정, 가열에 의하여 경화되는 공정을 통해 간단히 수분산 고분자 탄성체의 함침 공정을 완료할 수 있다.
이어서, 상기 해도형 섬유 중 해성분을 제거하는 극세화 공정을 거치고 슬라이스 공정을 거쳐 슬라이스된 면을 표면으로 버핑함으로써 본 발명에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁을 완성한다.
상기 슬라이스 공정 직전인 인공피혁의 단면은 도 2에 도시된 바와 같이 양측 가장자리 부분은 고농도 영역(H)이고 중앙부분은 저농도 영역(L)으로 이루어진다.
이와같은 결과는 함침공정 중에 부직포의 중앙부분 보다는 양측 가장자리에 수분산 고분자 탄성체가 더 많이 함침되기 때문이다.
도 2는 극세섬유로 이루어진 부직포에 수분산 고분자 탄성체가 함침된 인공피혁(슬라이싱 이전 상태)의 단면 사진이다.
도 2와 같은 단면구조를 갖는 인공피혁 중 저농도 영역(L)을 슬라이싱하여 본 발명에 따른 하드디스크 연마용 인공피혁 2매를 제조한다.
선택적으로, 상기 극세화 공정을 먼저 수행한 후 상기 수분산 고분자 탄성체의 함침 공정을 수행할 수도 있다. 일반적으로 인공피혁을 제조함에 있어서 슬라이스 공정을 거치는데, 이는 생산성 측면과 공정의 안정성 측면에서 적용하는 것으로 본 발명에 있어 슬라이스 면이라 함은 두께가 2배에 해당하는 부직포를 함침과 극세화 공정을 거친 후 2개의 제품이 되도록 두께 방향으로 자르는 슬라이스 공정에서 잘려진 면을 말한다.
상기 극세화 공정을 더욱 구체적으로 설명하면, 가성 소다 수용액과 같은 알칼리 용액을 이용하여 도성분과 해성분으로 이루어진 복합섬유 중 상기 해성분을 용출시켜 제거한다. 해성분이 제거됨으로써 남아 있는 도성분 들이 극세 섬유를 이루게 된다. 상기 극세화 공정에 의해 생성되는 극세 섬유는 0.1 데니어 이하의 섬도 범위를 가지는 것이 촉감 및 세정 효과 측면에서 바람직하다.
이상에서는 해도형 섬유를 이용하여 인공피혁을 제조하는 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 처음부터 극세 섬유를 제조하고 이를 이용하여 부직포를 제조한 후 상기 부직포에 수분산 고분자 탄성체를 함침시킴으로써 인공피혁을 제조할 수도 있다.
이와 같이 제조된 인공피혁은 표면에 고분자 탄성체가 표면에 드러나지 않고 표면에는 극세 섬유가 치밀하게 표면을 덮고 있기 때문에 정밀 연마 분야에서 스크래치를 극도로 억제할 수 있는 연마재를 만들 수 있다.
통상적으로 인공피혁을 제조할 경우 용제계의 폴리우레탄 탄성체 수지를 습식으로 함침하는데, 이러한 습식함침 방식은 버핑을 아무리 잘 하더라도 표면에 어느 정도의 폴리우레탄 탄성체의 미세 다공질의 수지가 드러나기 때문에 표면에 미세한 스크래치를 형성시키게 된다.
이렇게 표면에 폴리우레탄 탄성체의 미세 다공질 수지가 존재하면 연마 슬러리의 입자가 다공구조에 포집되어 스크래치를 유발시키는 요인이 되기 때문이다.
이에 따라, 본 발명의 하드디스크 연마용 인공피혁은 표면에 고분자 탄성체가 표면에 드러나지 않기 때문에 정밀 연마시 스크래치의 발생을 획기적으로 개선할 수 있기 때문에 고도로 높은 청정도가 요구되는 환경이나 마이크로 스크래치가 허용되지 않는 표면 가공 분야에 적용 가능하다.
상술한 바와 같은 인공피혁을 이용하여 하드디스크에 사용되는 글라스 서브스트레이트를 EDC-1800 가공장치를 이용하여 1 ㎏/㎠의 압력, 800rpm의 회전 속도로 30초 동안 가공 후 세정 및 건조하여 Veeco사제 나노스콥(Nanoscope) IIIa AFM을 이용하여 측정한 인공피혁의 표면 조도가 0.05nm 내지 0.1nm인 범위를 가지게 된다. 이와 같이 상기 인공피혁은 우수한 내스크래치성을 가지게 되어 나노수준의 스크래치가 허용되지 않는 분야에 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예와 비교예를 통해 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의해 이해를 도울 뿐이고, 특허 청구범위의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
주성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트에 금속설포네이트를 함유함유하는 폴리에스테르 단위가 5 몰% 공중합되고 무기 입자인 이산화티탄이 포함되지 않은 공중합 폴리에스테르를 용융하여 해(海)성분의 용융액을 준비하고, 무기 입자인 이산화티탄이 포함되지 않은 나일론 6 수지를 용융하여 도(島)성분의 용융액을 준비한다. 이후, 상기 해성분의 용융액 50중량% 및 상기 도성분의 용융액 50중량%를 이용하여 복합 방사하여 단사 섬도가 3 데니어이고 단면에서 상기 도성분이 91개로 구성된 해도형 복합 미연신 섬유를 얻었고, 상기 섬유를 연신배율 3.5로 하여 연신하고 18개/인치의 크림프 수를 갖도록 크림프 공정을 수행하고, 130℃로 열고정한 후, 51㎜로 절단하여 스테이플 형태의 해도형 섬유를 제조하였다.
그 후, 상기 스테이플 형태의 해도형 섬유를 카딩 공정 및 크로스 래핑 공정을 통해 웹을 형성한 후 상기 웹들을 니들펀치 공정을 거쳐 600g/㎡의 부직포를 제조하였다.
그 후, 상기 부직포를 3중량% 농도의 가성소다 수용액에 처리하여 상기 복합섬유 중 해성분을 용출시킨 후 80℃의 온도에서 건조하는 공정을 수행하여 극세화된 부직포를 얻었다.
그 후, 상기 극세화된 부직포를 15중량% 농도의 수분산 폴리우레탄 수지로 패딩한 후 건조하여, 폴리우레탄이 함침된 부직포를 얻었다.
그 후, 상기 폴리우레탄이 함침된 부직포를 슬라이스하고 슬라이스면을 표면으로 하여 입모를 생성시키는 버핑 공정을 수행하여 인공피혁을 얻었다.
실시예 2
전술한 실시예 1에서, 수분산 폴리우레탄 수지로 디핑한 후 건조한 후에 해성분을 용출시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 인공피혁을 얻었다.
비교예 1
전술한 실시예 1에서, 상기 수분산 폴리우레탄 수지 대신 용제형 폴리우레탄 수지로 함침한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 인공피혁을 얻었다.
비교예 2
전술한 실시예 1에서, 수분산 폴리우레탄 수지 대신 용제형 폴리우레탄 수지로 함침한 후에 해성분을 용출시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 인공피혁을 얻었다.
실시예 및 비교예 들에 의해 제조된 인공피혁들의 물성은 다음의 방법으로 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다.
스크래치수 및 가공 청정도
스크래치수 및 가공 청정도는 제조된 인공피혁을 이용하여 글라스디스크를 EDC-1800 가공장치를 이용하여 1 ㎏/㎠의 압력, 800rpm의 회전 속도로 30초 동안 가공 후 세정 및 건조하여 KLA Tencor사제 Candelar OSA 6300 표면 미세판독장치를 이용하여 개수를 파악하여 측정하였다.
표면 조도(Ra)
표면 조도(㎚)는 제조된 인공피혁을 이용하여 글라스디스크를 EDC-1800 가공장치를 이용하여 1 ㎏/㎠의 압력, 800rpm의 회전 속도로 30초 동안 가공 후 세정 및 건조하여 Veeco사제 Nanoscope IIIa AFM을 이용하여 측정하였다.
수분산 폴리우레탄 수지 함량의 측정방법
수분산 폴리우레탄으로 함침된 포지를 두께로 3등분하여 슬라이스한 다음 105℃에서 각각 건조 무게를 측정하고, 디메틸포름아미드(이하 "DMF"라고 함) 원액으로 50℃에서 3시간 침지한 후 맹글로 짠 다음 다시 DMF 원액으로 2회 세정하고 건조한 후의 무게의 차이 비율로 수분산 폴리우레탄 함량을 측정한다. 고농도 영역의 수분산 폴리우레탄 함량은 상층과 하층의 평균값을 사용한다.
| 구분 | 표면조도 Ra(㎚) | 스크래치 개수 | 가공청정도 (입자개수) |
저농도 영역(L)내 수분산 폴리우레탄 함량(%) |
| 실시예 1 | 0.065 | 92 | 67 | 고농도 영역(H)내 수분산 폴리우레탄 함량의 28% |
| 실시예 2 | 0.080 | 121 | 64 | 고농도 영역(H)내 수분산 폴리우레탄 함량의 30% |
| 비교예 1 | 0.095 | 235 | 366 | 고농도 영역(H)내 수분산 폴리우레탄 함량의 85% |
| 비교예 2 | 0.110 | 341 | 298 | 고농도 영역(H)내 수분산 폴리우레탄 함량의 70% |
H : 수분산 고분자 탄성체가 인공피혁 중량 대비 25~40 중량% 함침된 고농도 영역
L : 수분산 고분자 탄성체가 인공피혁 중량 대비 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역
S : 인공피혁의 표면인 슬라이스면
L : 수분산 고분자 탄성체가 인공피혁 중량 대비 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역
S : 인공피혁의 표면인 슬라이스면
Claims (5)
- 0.1 데니어 이하의 극세 섬유로 이루어진 부직포 및 상기 부직포에 함침된 수분산 고분자 탄성체로 구성되며, 인공피혁의 두께방향으로 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 25~40 중량% 함침된 고농도 영역(H) 및 상기 수분산 고분자 탄성체가 부직포에 1.5~25 중량% 함침된 저농도 영역(L)으로 구획되는 구조를 갖고, 인공피혁의 표면(S)은 슬라이스면으로서 상기 저농도 영역(L)에 포함되고, 상기 저농도 영역(L)내 수분산 고분자 탄성체 함량은 상기 고농도 영역(H)내 수분산 고분자 탄성체 함량의 5~50%인 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁.
- 제1항에 있어서, 인공피혁의 표면(S)인 슬라이스면은 버핑처리되어 입모가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁.
- 제1항에 있어서, 수분산 고분자 탄성체가 열 및 염(Salt) 중에서 선택된 1종에 의해 응고, 경화되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁.
- 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 수분산 고분자 탄성체는 수분산 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁.
- 제1항에 있어서, 상기 인공피혁은 글라스디스크를 EDC-1800 가공장치를 이용하여 1 ㎏/㎠의 압력, 800rpm의 회전 속도로 30초 동안 가공 후 세정 및 건조하여 나노스콥(Nanoscope) IIIa AFM을 이용하여 측정한 표면 조도가 0.05nm 내지 0.1nm인 것을 특징으로 하는 하드디스크 연마용 인공피혁.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110063530A KR20130007089A (ko) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | 하드디스크 연마용 인공피혁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110063530A KR20130007089A (ko) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | 하드디스크 연마용 인공피혁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130007089A true KR20130007089A (ko) | 2013-01-18 |
Family
ID=47837730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110063530A KR20130007089A (ko) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | 하드디스크 연마용 인공피혁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130007089A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108500856A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 江苏瑞和磨料磨具有限公司 | 砂布基布用免退浆浆料、砂布及其制备方法 |
-
2011
- 2011-06-29 KR KR1020110063530A patent/KR20130007089A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| CN108500856A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 江苏瑞和磨料磨具有限公司 | 砂布基布用免退浆浆料、砂布及其制备方法 |
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